NI SCXI-1520

NI SCXI-1520 是美国国家仪器（National Instruments, NI）生产的一款用于SCXI信号调理系统的高性能、8通道通用桥式传感器输入模块。该模块专为高精度测量应变计、压力传感器、力传感器和扭矩传感器等桥式传感器而设计，集成了可编程激励电压、精密放大、滤波和远程感测（Remote Sensing）功能，是结构测试、材料研究和工业传感器测量的理想前端。

应用场景：

在一座大型风力发电机的叶片疲劳测试中，工程师需要在长达数月的测试周期内，持续监测叶片根部关键区域的应变分布，以验证其设计寿命。他们在叶片表面粘贴了数十个应变片，这些应变片产生的信号极其微弱（毫伏级），且易受温度变化和长导线电阻的影响。测试系统采用多块NI SCXI-1520 模块，每块模块安装在SCXI-1000机箱中，可为8个应变片提供稳定、可调的激励电压（如10V），并对返回的差分信号进行高倍数放大和低通滤波。SCXI-1520 的远程感测功能自动补偿了长达数十米导线的电压降，确保了施加在应变片上的激励电压绝对精确，从而获得了长期稳定、可靠的高质量应变数据，为叶片设计的优化提供了关键依据。

核心参数速览：

技术原理与创新价值：

创新点1：精密的桥路激励与远程感测技术。 SCXI-1520 的核心优势在于其高精度、低噪声的可编程激励电压源和远程感测（Remote Sensing）能力。传感器桥路需要极其稳定的激励电压才能保证输出信号的准确性。当使用长电缆时，导线电阻会导致施加在传感器上的实际电压低于模块输出端的电压。SCXI-1520 通过额外的感测线（Sense+， Sense-）直接测量传感器桥路两端的电压，并动态调整输出，确保桥路获得精确的预设电压，从根本上消除了引线电阻带来的测量误差。创新点2：高共模抑制比与强大的抗干扰设计。 桥式传感器的输出信号是叠加在较高共模电压上的微小差分电压。SCXI-1520 的仪表放大器具有极高的共模抑制比（通常>100dB），能有效抑制共模噪声，只放大有用的差分信号。其内置的坚固低通滤波器（如4Hz）可滤除高频噪声，特别适合测量动态应变等低频信号，确保了在嘈杂工业环境下的测量信噪比。创新点3：灵活的桥路配置与 shunt 校准功能。 该模块通过软件可配置为全桥、半桥（需外部补偿电阻）或1/4桥（需外部补偿和激励电阻）模式，适应各种类型的应变计和传感器。其shunt 校准功能允许用户通过软件控制，在已知精度的电阻上并联一个高精度电阻，模拟一个已知的应变变化，从而在现场快速验证整个测量链（从模块到软件）的增益精度，这是实现可溯源、高可信度测量的关键。

应用案例与行业价值：

案例：车辆底盘结构耐久性测试台架某汽车制造商在研发新款SUV时，需对其底盘和车身结构进行强化道路模拟测试，以评估其疲劳寿命。测试台架上布置了数百个应变片，用于监测关键焊点和梁结构在模拟恶劣路况下的动态应力。系统采用多台NI SCXI-1520 模块组成高通道数采集系统。SCXI-1520 为每个应变片提供稳定激励，其高共模抑制比有效抵御了台架大功率作动器产生的强烈电磁干扰，而shunt校准功能则确保了在整个长达数月的测试周期内，所有通道的测量精度始终如一。测试工程师评价：“SCXI-1520 的稳定性和精度是我们获得可信疲劳数据的基础。其远程感测和shunt校准功能，让我们对数据的质量充满信心，极大地加速了车辆的开发验证流程。”

相关产品组合方案：

· •SCXI 机箱：如SCXI-1000（台式）、SCXI-1001（机架式），为SCXI-1520 提供安装平台和电源。

· •SCXI 端子板：如SCXI-1314，为SCXI-1520 提供传感器接线接口，包含香蕉插孔或螺丝端子。

· •NI DAQ 数据采集卡：如PXI/PCI接口的DAQ卡（如PXI-6289），通过SCXI电缆与机箱连接。

· •传感器与线缆：应变计、压力传感器、屏蔽电缆（建议使用四线制或六线制以支持远程感测）。

· •NI LabVIEW 或 DIAdem 软件：用于配置SCXI-1520 参数（激励、增益、滤波）、实时数据采集与后处理分析。

· •校准电阻：用于执行shunt校准的高精度电阻。

安装维护与全周期支持：

NI SCXI-1520模块的安装需在SCXI机箱断电下进行。将其对准插槽平稳插入并锁紧。连接专用的端子板（如SCXI-1314），并使用屏蔽双绞线连接传感器。务必连接远程感测线（如果端子板和支持），这是实现高精度测量的关键。所有屏蔽层应在端子板侧单点接地。日常维护主要是检查接线牢固性、屏蔽层接地良好，并保持机箱通风。定期（如每半年或每次重要测试前）执行shunt校准，以验证系统精度。若读数漂移，应检查传感器、导线及连接点。通过NI MAX或LabVIEW可监控模块状态。