隨著應用需求不斷變化，預定義又不靈魂的傳統的傳感器測量系統對通道數的擴展和計算技術的應用受到了越來越多的限制。NI SC Express系列產品引進了新的傳感器測量技術，為基于行業(yè)標準的PXI平臺可擴展傳感器測量系統提供了簡化的可調整體系架構。除了降低復雜性之外，NI SC Express系列產品還有三個優(yōu)點：更高的測量、更靈活的同步和更高的數據吞吐量。

　　1、內置信號調理，提高測量

　　許多傳感器的信號在輸出前都需要進行調理之后才能數字化。信號調理的典型應用包括放大、激勵、隔離和濾波。多年以來，工程師通過分離連接到數據采集系統的前端系統來實現信號調理，而后再將經過調理以后的模擬信號轉換為數字量。技術的更新和設備的小型化使得現在公司能夠將信號調理和模數轉換功能集成到同一個設備中，避免使用容易導致出錯的連接電纜和轉接器，就可以達到更高的測量。

　　SC Express模塊帶有內置信號調理，為PXI平臺提供高傳感器測量。目前有超過70家的PXI廠商提供1500多種模塊，利用這些模塊，PXI平臺幫助您開發(fā)高度靈活的單一測量系統，滿足大部分測量應用的不同需求，同時避免了使用專用外形尺寸或專用數據總線的風險。

　　針對每種測量類型的SC Express模塊都具有獨特的設計以獲得更佳的，包括熱電偶測量可以具有更低的恒溫誤差、橋路測量的無需依賴于激勵電壓的。例如，在熱處理室使用可擴展高測量將得益于全新SC Express技術。熱處理室內的儀器必須以很高的測量數百個熱電偶，以便測量并控制熱處理室的溫度分步。使用NI PXIe-4353 SC Express模塊，您只需要單個PXI機箱就能測量544個熱電偶通道。

　　2、靈活、高性能的同步

　　為了有效使用和分析數據，您必須知道數據的時間相關性。在采集來自不同傳感器類型的多個設備的通道信號，或者當傳感器空間分步較廣時，相關同步數據的復雜度大大提高。同步是選擇測量系統需要考慮的重要的方面。

　　在過去的十多年中，PXI平臺為測量系統提供了世界的同步性能。PXI Express相比于PXI,能夠為測量I/O設備提供更高的同步，并保持向下兼容性。PXI Express背板中的100 MHz差分時鐘確保多個儀器將采樣時鐘基于相同的參考源。背板觸發(fā)線路確保機箱中所有設備按照相同的100 MHz時鐘邊沿進行協同觸發(fā)。和之前的PXI機箱一樣，定時和同步模塊可以在單個PXI Express機箱中，以更高的時基代替背板時鐘，該模塊還可以用于同步多個PXI Express機箱中的測量設備。如果應用需要對分布在長距離的多個機箱進行同步，可以利用GPS或IRIG-B模塊，借助共用時鐘信號進行多機箱同步。

　　SC Express模塊使用PXI Express總線提供單個機箱或多個機箱的設備之間的緊密同步。例如，NI PXIe-4330橋式傳感器輸入模塊在一個機箱中的單個模塊或不同模塊之間的通道間偏差小于100 ns.此外，NI在單個機箱中配置多個SC Express模塊進行同步，增強了NI-DAQmx驅動程序軟件功能。如下圖所示，您可以在NI LabVIEW圖形化編程環(huán)境或基于文本的通用語言（例如。NET）環(huán)境下，使用單個NI-DAQmx多設備任務配置并讀取來自系統中多個設備的數據，從而大大簡化所需的代碼。如果您使用這個編程方法，驅動程序自動配置所有定時和觸發(fā)線路，并保持原有性能。

　　圖1:NI-DAQmx多設備任務從NI PXIe-4330橋式傳感器輸入模塊和NI PXIe-4496加速度計輸入模塊讀取同步的張力和加速度計數據。

　　結構測試應用通常需要對應變儀和加速度計的數據測量進行同步，從而對所測量到的壓力數據和有限元分析模型中的數值進行比較。

　　使用單個NI-DAQmx多設備任務，可輕松讀取利用NI PXIe-4330橋式傳感器輸入模塊和NI PXIe-4496加速度計輸入模塊測量到的同步應力和振動，進行的壓力測量。隨著設計越來越復雜（如用更強更輕的材料制成的機翼），和傳統儀器不同，SC Express更能靈活適應結構測試不斷變化的需求。

　　3、高數據吞吐量

　　高通道數測量系統必須將大量數據傳送到主機控制器上，以便對數據進行實時分析或流盤進行后期分析。過去，通信總線帶寬是通道數或系統中采集速度的限制因素。解決這個限制的方法是為采集設備增加板載內存，從而在有間內達到更高的采集速度。但是這樣做，不僅增加了成本，也使采集軟件更加復雜，用戶也無法實時查看數據。

　　SC Express模塊搭建于x1 PXI Express總線上，每個設備有250 MB/s的專用帶寬。由于PXI Express提供的額外帶寬，SC Express模塊能夠使用和多路復用設備相同的通道數和連接性進行同步采樣。不同與以往的多路復用設備，采樣率會隨著通道數的增加而降低，現在，您可以使用同步采集設備在增加通道數的同時保持采樣率不變。

　　圖2:SC Express模塊的總吞吐量隨著通道數增加而增加。

　　4、PXI定時和同步

　　SC Express模塊可與PXI平臺上超過1,500種I/O設備實現同步，在過去的十多年中，PXI平臺為測量系統提供了定時和同步功能。PXI Express建立在PXI的性能之上并添加了附加的定時和同步特性，如100 MHz差分系統時鐘、差分信號傳輸及差分星形觸發(fā)。通過差分時鐘和同步，PXI Express系統對儀器時鐘的噪聲抑制能力更佳了并且能以更高的頻率進行傳輸。SC Express系列通過PXI Express總線來實現單一機箱或多個機箱中模塊與模塊間的嚴格時間同步。當需要在PXI平臺上同步超過1,500個模塊時，SC Express能夠提供高靈活性，幫助您開發(fā)測量系統，從而滿足您的應用需求。

　　當通信總線不是測量速度或通道數的限制因素時，處理速度或寫入磁盤性能可能會影響系統性能。使用NI-DAQmx驅動程序，可以將數據直接傳送到技術數據管理流（TDMS）文件格式中，它提供了高達400 MB/s的記錄吞吐量，能夠快速處理太字節(jié)數據。您可以使用LabVIEW數據搜索工具包或NIDIAdem數據管理軟件方便地對這些大型數據集進行管理、分析、可視化和有用信息。

　　許多軍事和航天測試工程師需要測量數百個處于不同電壓或地電平的模擬信號。除了能夠靈活擴展到數百個通道外，測量系統必須具備通道間隔離的模擬輸入，以便安全地測量來自這些測試單元的信號。NI PXIe-4300高電壓模擬輸入模塊和帶有TDMS功能的NI DAQmx能夠很好地滿足這些測試單元的挑戰(zhàn)。

　　快速方便地構造可擴展高通道數傳感器管理系統

　　SC Express模塊在PXI Express總線上提供了集成信號調理和數據采集，其帶有的的同步和高數據吞吐量提供了更高的測量。結合模塊與NI-DAQmx特性（包括TDMS和多設備任務），就可以方便地構建可擴展傳感器測量系統，滿足您高通道數測量應用的獨特需求。