CFP-AI-111

NI CFP-AI-111 是美国国家仪器（National Instruments, NI）公司生产的一款模拟量输入模块，属于其Compact FieldPoint 分布式I/O系统。该模块提供7路差分输入通道，具备高精度和出色的抗共模噪声能力，专为在工业环境下直接连接需要高质量信号采集的传感器（如应变片、桥式传感器、远程电压信号）而设计。

应用场景

在大型钢铁厂的连铸机生产线上，需要对结晶器振动装置的多个液压缸的压力进行同步监测，以分析振动规律并预防设备故障。这些压力传感器输出微弱的毫伏级信号，且传输线路长，极易受到现场大功率设备（如变频器）产生的电磁干扰。通过在振动装置附近安装一个内含NI CFP-AI-111模块的Compact FieldPoint采集站，难题得以解决。CFP-AI-111的差分输入方式能够有效抑制信号线缆上感应的共模噪声，其高输入阻抗确保了微弱信号的准确采集。7个通道恰好满足对多个液压缸压力的同步测量需求。采集到的纯净压力数据通过以太网实时上传至分析系统，为设备健康预测提供了高质量的数据基础。

核心参数速览

技术原理与创新价值

NI CFP-AI-111 的核心价值在于其通过差分测量技术，在恶劣工业环境中提供了高精度的电压信号采集能力。创新点1：卓越的差分输入与共模抑制比（CMRR）。 与单端测量相比，差分输入同时测量信号线（+）和参考线（-）相对于公共地的电压，并计算两者差值。这种结构能有效抑制在两条信号线上共同存在的噪声（即共模噪声）。CFP-AI-111 具有高的共模抑制比，能显著衰减来自电机、变频器等设备的电磁干扰，确保在嘈杂工业环境中采集到“干净”的信号，特别适合测量远程、低电平的电压信号。创新点2：高输入阻抗与灵活的输入范围。 模块具有极高的输入阻抗，这意味着从传感器汲取的电流极小，不会对信号源造成负载效应，尤其适合直接连接高输出阻抗的传感器或分压电路。用户可通过软件灵活选择输入范围（如±10V， ±5V等），以匹配不同传感器的输出电平，最大化ADC的测量精度。创新点3：系统级集成与坚固性。 作为Compact FieldPoint系统的一部分，CFP-AI-111 继承了其所有的坚固特性：IP67防护等级、宽温工作范围、抗振动和冲击设计。这使得它能够直接部署在最靠近传感器的恶劣现场，缩短信号传输距离，从物理上减少噪声引入的机会。

应用案例与行业价值

案例：汽车试验场车辆结构应力测试系统某汽车制造商需要在新车路试中，实时监测车身关键部位（如底盘、悬挂连接点）的应变情况，以验证结构设计的耐久性。应用流程： 在测试车辆上安装一个便携式Compact FieldPoint系统，内含NI CFP-AI-111模块。将粘贴在车身各处的应变片（组成惠斯通电桥）的输出信号线直接连接到CFP-AI-111的差分输入端。由于车辆在颠簸路面上行驶，且车内电磁环境复杂（点火系统、电机等），CFP-AI-111的差分输入和高CMRR确保了应变信号的准确采集。数据实时记录并可通过无线方式传输。带来的改进： 该系统成功捕获了在真实路况下车身结构的动态应力数据，其抗干扰能力远胜于传统的单端测量方式。测试工程师评价：“CFP-AI-111 的7个差分通道完美匹配了我们多测点的需求，其卓越的抗噪性能使我们即使在发动机舱附近也能获得可信的数据，大大加速了我们的验证流程。”

相关产品组合方案

为构建完整的分布式采集系统，以下产品常与CFP-AI-111协同工作：

· •Compact FieldPoint 控制器：如cFP-22xx系列，作为本地智能处理单元。

· •Compact FieldPoint 机箱：如cFP-180x系列，为模块提供安装基座和电源。

· •其他C系列模块：如CFP-AI-100（8通道差分）、CFP-TC-120（热电偶输入），满足不同信号类型需求。

· •信号调理配件：如用于应变片测量的完整电桥 completion 模块（需外部配置）。

· •NI LabVIEW 软件与NI-DAQmx 驱动：用于系统配置、数据采集和信号处理的核心软件平台。

安装维护与全周期支持

NI CFP-AI-111的安装与其它Compact FieldPoint模块一致，插入机箱槽位并接线即可。其端子排支持可插拔，便于接线和维护。日常维护主要是确保端子连接牢固，并定期清理模块表面。