NI PXI-6221（16路模拟输入）校准小记

1.关于校准 

发现PXI-6221的测量结果有点问题，类似于0V测成0.5V这种，误差比较大，因此尝试自己校准一下。NI官方建议是每一年都要送去校准，但是感觉有点麻烦，于是决定自己校准，当然效果肯定不如官方校准得精确可靠。

2.校准手册 

查看NI M系列手册（PXI-6221属于M系列），其中指明了有专门用于校准的手册

再查看PXI-6221手册，发现关于校准有如下描述（开机后放置时间&计算电压误差和偏移的公式）

3.  下载校准手册

   http://www.ni.com/pdf/manuals/370937u.pdf

4. 浏览校准手册 ，需要的设备如下：

5. 由于没有推荐的Calibrator（NI官方推荐的是Fluke 5700A），因此决定用直流电源代替。有两种方案，一种是用Agilent E3631A，一种是用NI PXI-4110。感受下Fluke 5700A的价格

 然而需要达到10ppm，即百万分之十，即0.001%，也就是说100V只能差1mV。

NI PXI-4110可编程直流电源的分辨率如下：

再看Agilent E3631A直流电源，比NI的应该还要差一些。

 

其实这两个基本上用啥都一样，因为都达不到官方要求的精度。暂时先用安捷伦的直流电源。先不管高精度，至少1V不能测出来1.5V就行。 

其他设备应该都有。

5. 校准的步骤

6. Initial Setup

首先打开NI MAX，在“设备和接口”列表中找到NI PXI-6221，右键单击后选择“自检”。这一步是为了检查NI的板卡是否连接正常。

之后将PXI-6221上插的连接器SCB-68断开，等待15分钟（官方推荐的warming-up时间），之后在NI PXI-6221设备处右键单击后选择“自校准”。

之后检查上一次自校准和外部校准时的温度，以及设备当前的温度。

在LabVIEW程序框图上选择“测量I/O”——“DAQmx数据采集”——“DAQmx高级”——“DAQmx校准”——“DAQmx校准信息属性节点”，在程序框图上放置属性节点。

 可以看到还是满足温度要求的。校准手册上要求当前设备温度和上一次自校准的温度差小于1℃，和上一次外部校准的温度差小于10℃。因为刚刚进行过自校准，所以小于1℃很容易满足。只要测试环境温度不要急剧变化即可。

7. Verification

我们只需要看Analog Input Verification部分即可。手册上明确了必须测试全量程，PXI-6221手册上写的量程都要测。

除了必须要测的内容，可选的测试内容是针对某一量程，测试不同的通道（16个通道），来保证通道复用的正确性。

这个Verification验证有以下几步：

1. 连接Calibrator至设备。由于没有Calibrator，因此我用稳压直流电源代替。只需要连接pin68和pin34即可。

2. 查看table 48

3. 设置电源电压值为table 48上的推荐值。

4. ~ 12. 创建VI，如图所示

13. 重复运行上述VI，直至测完table 48中的所有数值。 需要注意测得数值需要在table 48d的上下界内。

注：测试时发现两个问题：

一是稳压电源精度不够，导致无法产生9.980000V的电压，25V量程的电源只能精确到点后一位，此时9.980000的8是不准的，同样也无法产生0.1996V的电压，因为6V量程的电源相对25V量程的电源精确一点点，不过也只能精确到点后两位；

二是零电压时测得结果不符合上下界要求，猜测是电源精确度不够导致输出的所谓0.000000V不够精确。

因此需要上PXI-4110直流电源。

下载了PXI-4110的手册，查阅后发现有两种方法可以输出给定直流电压

选择第一种

 结果如下

 

可见±10V，±5V，±1V均符合校准手册的标准，而 ±0.2V不符合标准。原因可能是PXI-4110输出的指定电压精度不够，

 0.1996V的末位6是不准的，因此需要能产生0.19960V的设备，手头暂时没有这样的设备，因此考虑暂时不用±0.2V量程。

 

8. Adjustment

1. 连接calibrator（继续用PXI-4110代替）至pin68,pin34

2. 输出7.500000V电压

3 ~ 5编写VI

由于暂时没有足够精度的calibrator，因此暂时不更新adjust值，只更新日期。不过似乎日期也没有更新，参见上图。

9. EEPROM Update

10. Reverification

 

结论

暂时没有进行adjust调整EEPROM里存储的校准系数，只是verify验证了一下各个量程的精准情况。结果表明±10V, ±5V，±1V量程的精度完全没问题，而±0.2V量程的精度受限于稳压电源精度，暂时无法给出结论。

上述结论的前提是稳压电源也需要校准并达到要求。 

之后使用PXI-4110做电源，测了下PXI-6221 ch0~ch14，±10V量程下，目测误差在0.4mV左右。暂时认为可用。通道复用可能一般都没什么问题，不然的话也不会在校准手册里作为optional选项出现。PXI-6221的最大采样率是250KSamples / s，如果用10个通道复用PXI-6221里的ADC的话，则每通道最大采样率是25000Samples / s。