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아날로그 브리지 센서를 이용한 변형 측정

다음 제품이 필요합니다.

Data Acquisition Toolbox Data Acquisition Toolbox
Data Acquisition Toolbox Support Package for National Instruments NI-DAQmx Devices Data Acquisition Toolbox Support Package for National Instruments NI-DAQmx Devices

이 예제에서는 CompactDAQ 모듈을 사용하여 브리지 회로의 전압비 데이터를 수집한 다음, 변형률을 계산하고 그래프로 표시하는 방법을 보여줍니다. 이 예시는 NI USB-9219와 같은 USB 장치에는 적용되지 않습니다.

브리지 센서 측정을 지원하는 장치 알아보기

브리지 센서 측정을 지원하는 장치를 찾으려면, daqlist 명령어가 반환한 배열에서 해당 장치에 액세스하십시오. 이 예제에서는 National Instruments™ CompactDAQ 섀시 NI cDAQ-9178과 ID가 cDAQ1Mod7인 모듈 NI 9219를 사용합니다.

d = daqlist("ni")

d =

  12×4 table

     DeviceID                 Description                    Model             DeviceInfo     
    ___________    __________________________________    _____________    ____________________

    "cDAQ1Mod1"    "National Instruments NI 9205"        "NI 9205"        [1×1 daq.DeviceInfo]
    "cDAQ1Mod2"    "National Instruments NI 9263"        "NI 9263"        [1×1 daq.DeviceInfo]
    "cDAQ1Mod3"    "National Instruments NI 9234"        "NI 9234"        [1×1 daq.DeviceInfo]
    "cDAQ1Mod4"    "National Instruments NI 9201"        "NI 9201"        [1×1 daq.DeviceInfo]
    "cDAQ1Mod5"    "National Instruments NI 9402"        "NI 9402"        [1×1 daq.DeviceInfo]
    "cDAQ1Mod6"    "National Instruments NI 9213"        "NI 9213"        [1×1 daq.DeviceInfo]
    "cDAQ1Mod7"    "National Instruments NI 9219"        "NI 9219"        [1×1 daq.DeviceInfo]
    "cDAQ1Mod8"    "National Instruments NI 9265"        "NI 9265"        [1×1 daq.DeviceInfo]
    "Dev1"         "National Instruments PCIe-6363"      "PCIe-6363"      [1×1 daq.DeviceInfo]
    "Dev2"         "National Instruments NI ELVIS II"    "NI ELVIS II"    [1×1 daq.DeviceInfo]
    "Dev3"         "National Instruments PCIe-6363"      "PCIe-6363"      [1×1 daq.DeviceInfo]
    "Dev4"         "National Instruments PCIe-6363"      "PCIe-6363"      [1×1 daq.DeviceInfo]

deviceInfo = d{7, "DeviceInfo"}

deviceInfo = 

ni: National Instruments NI 9219 (Device ID: 'cDAQ1Mod7')
   Analog input supports:
      9 ranges supported
      Rates from 0.1 to 100.0 scans/sec
      4 channels ('ai0','ai1','ai2','ai3')
      'Voltage','Current','Thermocouple','RTD','Bridge' measurement types
   
This module is in slot 7 of the 'cDAQ-9178' chassis with the name 'cDAQ1'.

아날로그 입력 채널 생성하기

DataAcquisition을 생성하고, 측정 유형이 Bridge인 아날로그 입력 채널을 추가합니다. NI 9219에는 하프 브리지 구성으로 연결된 두 개의 스트레인 게이지가 있습니다.

dq = daq("ni");
dq.Rate = 10;
ch = addinput(dq, "cDAQ1Mod7", "ai0", "Bridge");

채널 속성 설정

브리지 회로 구성과 공칭 저항에 따라 브리지 모드를 스트레인 게이지 데이터시트에 명시된 값으로 설정해야 합니다. 이 예제에서는 Omega®사의 SGD-3/350-LY13 선형 스트레인 게이지를 사용했으며, 이 스트레인 게이지의 공칭 저항은 350옴이고, 브리지 회로는 반브리지 방식으로 구성되어 있습니다.

ch.BridgeMode = "Half";
ch.NominalBridgeResistance = 350;

ADCTimingMode 설정

기본적으로 채널의 ADC 타이밍 모드 ADCTimingMode는 'HighResolution'로 설정됩니다. ADCTimingMode를 'HighSpeed'로 설정합니다.

ch.ADCTimingMode = "HighSpeed";

데이터 수집

read를 사용하여 10초 분량의 데이터를 수집합니다.

data = read(dq, seconds(10));

전압비로부터 변형률 계산하기

수집된 데이터는 측정된 전압과 여기 전압의 비율입니다.

이 데이터는 (사용자의 브리지 구성에 따라 결정된) 변환 공식을 사용하여 변형률 값을 계산하는 데 사용됩니다.

하프 브리지 구성의 경우 다음을 사용하십시오.

strain = -2*Vr/GF

여기서 GF는 센서 데이터 시트에 명시된 게이지 계수이며, Vr은 브리지 채널로 측정된 출력 전압 비율입니다.

이 경우 리드선의 저항은 무시할 수 있다고 가정합니다. 이 예에서 사용된 스트레인 게이지의 경우, GF = 2.13입니다.

GF = 2.13;
strain = -2*data.cDAQ1Mod7_ai0/GF;
plot(data.Time, strain);
xlabel('Time (s)');
ylabel('Strain');