SCXI-1140

NI SCXI-1140 是美国国家仪器（National Instruments, NI）生产的一款高性能4通道动态信号调理模块，专为SCXI系统平台设计。该模块集成了可编程抗混叠滤波器、模拟前端调理电路和高精度ADC，能够直接连接各种传感器，并对信号进行高质量调理，显著提升动态信号测量的精度和可靠性。

应用场景

在风力发电机组的状态监测系统中，需要实时采集齿轮箱和发电机轴承的振动信号，以进行故障预测和健康管理。由于现场电磁干扰严重，且振动信号频率成分复杂，直接采集的信噪比很差。NI SCXI-1140 模块被安装在机舱内的SCXI机箱中，直接连接IEPE加速度计。SCXI-1140 为加速度计提供恒流激励，并利用其可编程抗混叠滤波器滤除高频噪声，防止信号混叠。其4通道并行采样的特性确保了振动信号的相位一致性，为后续的频谱分析和故障诊断提供了高质量的数据基础，有效避免了因信号质量问题导致的误判。

核心参数速览

技术原理与创新价值

创新点1：可编程抗混叠滤波器与线性相位特性。SCXI-1140 的核心价值在于其集成了高质量的模拟抗混叠滤波器，并且截止频率可通过软件编程设置。这允许用户根据被测信号的最高频率成分灵活配置滤波器，从根本上防止高频噪声混叠到有效频带内。更重要的是，其滤波器具有线性相位特性，意味着信号通过滤波器后不会产生相位失真，这对于需要精确相位信息的应用（如传递函数分析、声全息）至关重要。创新点2：每通道独立的ADC与同步采样。与许多多路复用数据采集系统不同，SCXI-1140 的每个通道都拥有独立的模数转换器（ADC）。这意味着所有4个通道可以真正实现同步采样，消除了通道间的时间偏移（偏斜）。这对于多通道振动测量、声学阵列分析等需要精确保持通道间相位关系的应用是不可或缺的。创新点3：高度集成化的传感器接口。模块内置了完整的IEPE（ICP®）传感器接口电路，可直接为加速度计和传声器提供所需的恒流激励电源（通常为2-20 mA），并完成AC耦合（隔直）和信号放大。这种一体化设计省去了外置的信号调理器，简化了系统结构，提高了可靠性，并保证了信号链的整体性能。

应用案例与行业价值

在某汽车制造厂的整车NVH（噪声、振动与平顺性）测试中，工程师需要在混响室内同时采集来自车身多个关键点（如底盘、座椅导轨、方向盘）的振动和车内噪声信号。测试系统采用了包含 NI SCXI-1140 模块的SCXI系统。SCXI-1140 的同步采样和抗混叠滤波功能确保了所有通道数据在时域和频域上严格对齐，其高信噪比使得工程师能够清晰地识别出在特定转速下由发动机引起的细微振动模态和噪声源。项目负责人表示：“SCXI-1140 为我们提供了实验室级别的测量质量。其灵活的滤波设置和卓越的同步性能，使我们能快速、准确地定位问题，显著缩短了新车款的调试周期。”

相关产品组合方案

1. 1.SCXI-1000/1001： SCXI系统机箱，为 SCXI-1140 等模块提供电源和总线连接。

2. 2.NI PCI-6052E/6071E： 多功能数据采集卡，通过SCXI机箱与 SCXI-1140 配合工作，负责数据传输。

3. 3.SCXI-1320： 高密度接线模块，用于连接传感器信号线至 SCXI-1140。

4. 4.IEPE加速度计/传声器： SCXI-1140 的主要信号源。

5. 5.NI LabVIEW + Sound and Vibration Toolkit： 核心软件平台，提供丰富的动态信号分析函数。

6. 6.PXI-4461： NI PXI平台的动态信号采集模块，是更高性能的后续选择。

7. 7.SCXI-1121： 另一款SCXI信号调理模块，适用于应变片测量（桥式传感器）。

安装维护与全周期支持

NI SCXI-1140 的安装需在系统断电后进行。首先将其插入SCXI机箱的可用插槽，然后将机箱通过电缆与计算机内的数据采集卡（如PCI-6052E）相连。传感器信号线通过机箱前端的接线模块（如SCXI-1320）连接至 SCXI-1140。在软件方面，需安装NI-DAQmx驱动。使用NI的测量与自动化浏览器（MAX）可检测和配置模块参数，如滤波器设置、输入范围等。在LabVIEW中，可通过NI-DAQmx VI进行编程和数据采集。日常维护主要是保持连接器清洁和接线牢固。