NI DAQ

LabVIEW基本講座ハードウェア編2

この章では、LabVIEWを使用したデータ集録を学びます。
LabVIEWでは、多種の計測デバイスに対応しています。
今回は、NI社製のDAQデバイスを使用します。

DAQとは

Data AcQuisitionの略で、データ集録を意味します。電圧、電流、温度、などを記録して計測するプロセスのことです。

NI DAQデバイス

NI社が販売しているDAQ装置です。電圧、電流、温度、圧力、音など多用途に対応してデバイスが用意されています。プラットフォームはPCベースでPXI、PCI、FPGA、USBと用途に合わせて選択できます。
開発言語はLabVIEWを始め、Python、ANSI C、C#、.NETに対応しています。

NI DAQｍx

NI社が提供しているデータ収集ドライバソフトになります。NI DAQデバイスを使用する場合は、使用するPCにインストールしておく必要があります。
NI DAQデバイスを購入するとインストーラCDが付属されています。NIサイトより無償でダウンロードすることもできます。

NI DAQｍxドライバダウンロードページ

NI社サイト https://www.ni.com/ja-jp/support/downloads/drivers/download.ni-daqmx.html

ダウンロードしたexeファイルを実行します。表示されるインストール画面に従って「次へ」ボタンをクリックしていくとインストールできます。

USB-6008

今回、USBバスパワー仕様のDAQデバイスUSB-6008を使用します。
※2021年現在、USB-6008は販売終了しております。新たに購入する場合は、後継機種をご購入ください。

モデル	USB-6008
ケース	あり
バスコネクタ	USB 2.0
シングルエンドアナログ入力チャンネル数	8
差動アナログ入力チャンネル数	4
最大サンプルレート	100 kHz/秒
アナログ入力分解能	12 ビット
アナログ出力チャンネル数	2
最大アップデートレート	10 kS/秒
入出力デジタルチャンネル数	12
カウンタ/タイマ数	1
前面接続タイプ	ネジ留め式端子
対応電源入力	バスパワー

構成

名称	説明
GND	グランド。シングルエンドアナログ入力測定、アナログ出力電圧、デジタル信号の基準となる電位
AI	アナログ入力チャンネル。(かっこ)の表記は差動測定の場合の対となるチャンネルを表記しています。
AO	アナログ出力チャンネル
P	ポート。デジタルI/O チャンネル。
PFI	トリガ信号を入力するチャンネル。
+2.5 V	2.5Vの電圧信号を出力するチャンネル。（USB接続中常時出力）
+5 V	5Vの電圧信号を出力するチャンネル。（USB接続中常時出力）

用語

シングルエンド

GND（0V）を基準に信号ラインと電位差を信号レベルとして扱う。
基準を共通のGNDが使えるため、入力チャンネルを全て計測に使える。
ノイズの影響を受けやすい。

差動

2つの信号ラインの電位差を信号レベルとして扱う。
1つの測定に2本(＋)(－)のチャンネルを使用するため、シングルエンド入力と比較して、使用できるチ入力チャンネル数が1/2になる。
ノイズの影響を受けにくい。

サンプリングレート

サンプリングレート(周波数)は、信号の取り込む率のことです。
信号を取り込むことをサンプリング(標本化)と言います。そのサンプリングを1秒間に行える回数がサンプリングレートです。

分解能

集録した信号などを計測できる能力値のことです。ビット数単位で表記されており、このビット数を2の累乗した値が分解単位になります。
例：分解能12ビットで0～10V範囲の電圧を測定した場合、10V÷ 4,096（2の12乗）＝0.00244のため0.00244V（2.44mV）単位での測定可能です。2.44mV単位のため、4mVを集録した時は、4.88mVと表示されます。

シングルエンドと差動

シングルエンド	差動
1つ測定に(+)1チャンネルで、(-)はGNDで共通に使える。	1つの測定に対となる(+) (-)の2チャンネルを使う。使えるチャンネル数はシングルエンドの半分。

(+) チャンネルとGND(0V)の電位差で測定結果を出力します。ノイズにより誤差が出ることがあります。	(+) チャンネルと(-)チャンネルの電位差で測定結果を出力します。(+)チャンネルのノイズを(-)チャンネルで相殺できるため、ノイズによる誤差を抑えることが出来ます。