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美國PFI 28000系列信號調理系統

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產品簡介

美國PFI 28000系列信號調理系統品牌： PFI 描述： 28000系統是美國PFI生產的信號調理產品，將信號調理技術推到了新高度，廣泛應用于美國航空航天及特殊領域。28000系統可以與各種數據采集分析系統配套。

詳細介紹

詳細信息

一套完整的模擬信號數據采集分析系統由傳感器接口、信號調理接口、ADC、DSP、計算機接口及軟件組成。目前常規的動態信號數據采集分析系統，均采用一體化結構，也即傳感器接口、信號預處理、放大、濾波、模數變換、數字信號處理電路均在一個機箱內，通常只需接計算機就可以工作，使用很方便。微電子技術的進步，ADC的性能越來越強，Sigma-Delta ADC及數字濾波技術的應用，降低了對ADC前端的模擬放大器和模擬濾波器的要求。

對于需求而言，目前的動態信號采集分析系統存在的弱點是：
①由于儀器體積限制，信號調理不夠精細，動態信號頻帶較寬時測量的精度不易保證；
②Sigma-Delta ADC一般要求輸入信號必須具有良好的SNR（信噪比），否則可能會由于輸入寬帶噪聲大而飽和；輸入到輸出延時較大，大部分瞬態響應較差（許多過沖及振鈴）。
③如要求實時性好的數字濾波器，需要專用硬件和軟件。

28000系統是美國PFI生產的信號調理產品，將信號調理技術推到了新高度，廣泛應用于美國航空航天及特殊領域。28000系統可以與各種數據采集分析系統配套。

28000 特點：
傳感器信號調理
◎ 一個機箱可以安裝多達256通道程控傳感器信號調理器；
◎ 能調理電荷、橋路、電壓、F/V、IEPE（帶TEDS）、動應變、RTD、電位器、熱電偶等信號。多種調理器可以混裝在一個機箱內。
◎ 可選裝4/6/8階程控高通、低通、帶通濾波，帶寬從1Hz到204.6kHz變化，可達2000檔以上。
◎ 放大器帶寬達3.15MHz。

系統完整性
◎ 一臺PC控制多達8臺系統，系統總通道數可以達2048。
◎ 隨時可以通過NIST可溯源的自檢方法檢驗系統性能，保證系統性能完好，從技術角度不再需要異地校準，測試成本大幅度降低。
◎ 采用適合各種傳感器類型的校驗技術，如開路、短路、過載檢查、回路電阻、激勵電流檢查等，確認傳感器健康狀況。
◎ 機箱內置溫度及電源在線監測電路，帶報警功能。

系統靈活性
◎ 信號輸出適配器具有多種選擇，并可定制。
◎ 既可以用作高速瞬態信號調理，又可以用作動態及靜態信號的混合調理。
◎ 除正常運行模式外，具有多種程控測試模式，可實現：長電纜端到端的頻響特性檢查、激勵源檢查、激勵置零及輸入端短路模式以判斷噪聲源、測試總線監測等。
◎ 隨時可以升級和擴展設備。

PFI的技術
對稱恒流源激勵技術
對稱恒流激勵技術是一種真正能抑制共模干擾信號的對稱輸入技術, 適用于單臂橋路。給橋路的激勵不受導線電阻的影響。與單端恒流源激勵方式或恒壓源激勵方式相比，測量噪聲大幅度減小，信號頻率越高，降噪效果越明顯，通常可以降噪40dB左右。

高性能濾波技術
PFI平坦模式濾波器具有相當于巴特沃思濾波器的通帶平坦度，但具有明顯優于巴特沃斯濾波器的過渡帶衰減特性。
PFI脈沖模式濾波器具有優異的瞬態響應和相位線性，是瞬態（沖擊）測量和時域波形分析的理想濾波器。過渡帶衰減特性明顯優于貝塞爾濾波器。

IEPE傳感器調理技術
常規的TEDS傳感器與測試儀器之間的距離不能超過120米，但在很多振動和沖擊應用中，出于安全或環境及其它原因要求傳感器的電纜超出120米。PFI的28000系統支持LDTEDS，允許儀器與TEDS傳感器的距離達到450米。
IEPE傳感器的工作偏置電壓以及輸出阻抗在傳感器出故障前可能變化。PFI的產品可以監測這兩個參數的變化，提前告知用戶哪些傳感器將會出現故障。
IEPE恒流源電流0到25mA程控可調。電流加大，可以改善長線測量時的頻響。

系統動靜態特性自標定技術
不必將 28000 從機柜上拆下，無需手工切換通道，28000-5-TEST 測試子系統能對系統的所有通道進行動靜態特性自動測試和標定，測試參數包括：濾波器頻響、增益精度、失調電壓、共模抑制比、放大器頻響、激勵、串擾等幾十項參數。1套64通道系統的全部標定工作，如手動完成，需1年以上，系統自動完成，只要1天就夠了。

其它技術亮點
前后增益自動分配
濾波前、后的增益自動分配，改善信噪比。濾波器前的增益使信號在進入濾波器前不會超過10Vpk的限制。濾波器可以衰減帶外部分，而濾波后增益可以放大帶內信號。合理的 RES 設置可以保證過載的快速恢復及帶外信號的過載保護。

傳感器健康監測
在系統運行過程是，實時監測傳感器健康狀態，如：回路電阻的大小、短路/斷路、激勵電流大小、泄露電阻等。

多種工作模式
除了RUN模式，還有多種工作模式: Short，EXC關閉，TEST，AC dither current等模式，用于系統的調試和診斷。

AC dither current與AC Shunt Cal 功能
恒流源模式下，AC Dither Current 模式可方便檢查長電纜測試時端到端的頻響特性。恒壓源模式下，在 AC Shunt Cal 模式下施加一個交流的電流（幅值頻率可控），模擬負載的動態變化，了解動應變測量時電纜的動態頻響特性。借助外部標準信號源、系統模擬測試總線及軟件，即可快速檢測。

避免地回路現象
信號調理輸入端具有傳感器電纜屏蔽線接地設置功能。信號調理輸出端具有接地設置功能，驅動單端負載時，不會形成地回路。

多緩沖輸出
28124 卡每個通道具有三路緩沖輸出，可連接多套數據采集設備，每通道可同時設置為寬帶/濾波輸出，便于通過一個應變計同時記錄靜態、動態信號。

28000 系統部件

主機：
28000系統有4種主機： 16槽、 8槽、4槽、2槽機箱，可以安裝16塊、8塊、4塊或2塊信號調理卡。28000主機采用現場可替換的低噪聲AC電源。系統可對電源電平以及機箱內的溫度進行監測并生成報告。
28000系統主機的后面板具有很多插口，弱電信號輸入電纜直接與信號調理卡配接，減少噪聲耦合途徑。PFI提供了很多種連接器及電纜選項。多種28000信號調理卡可以添加輔助輸出模塊，提供附加的緩沖輸出，每通道有多種連接器可供選擇。
28000主機裝備有TEST和MONITOR模擬總線。TEST和MONITOR總線是28000組建自校準系統的基礎。工廠驗收試驗（FAT）以及Go/NO-GO試驗均通過TEST和MONITOR總線進行。

背板接口卡（BIF）：
背板接口卡是計算機和28000系統的通信接口卡，帶一個以太網接口。從BIF前面板上的警告指示器能識別系統問題，如溫度不正常、冷卻風扇故障、電源電壓不正常。BIF的前面板的TEST BUS BNC插座能將外部的試驗信號發給系統模擬總線。而MONITOR BNC插座則可以從系統模擬總線上輸出任意通道的信號，與示波器或其它測量設備聯用，觀察通道的輸出。

控制軟件：
通過PC上的28000系統控制軟件，一臺PC可以控制多達8臺28000系統。

28000 信號調理及放大器卡

型號	類型	通道數/卡	支持的傳感器	接口	激勵
28144	AC/DC電壓，橋路，靜應變，動應變	4	動/靜應變，壓力，RTD，載荷，加速度，AC、DC濾波/放大，任何橋路傳感器	程控橋路補償，shunt校準，2/4線恒流激勵。	對稱恒壓激勵： 0-20.475VDC；對稱恒流激勵：0-20.547mA
28114	AC/DC電壓，橋路，靜應變，動應變	4	動/靜應變，壓力，RTD，載荷，加速度，AC、DC濾波/放大，任何橋路傳感器	程控橋路補償，shunt校準，2/4線恒流激勵。	對稱恒壓激勵： 0-20.475VDC；對稱恒流激勵：0-20.547mA
28124	AC/DC電壓，橋路，靜應變，動應變	4	動/靜應變，壓力，RTD，載荷，加速度，AC、DC濾波/放大，任何橋路	程控橋路補償，shunt校準，2/4線恒流激勵。	對稱恒壓激勵： 0-20.475VDC；對稱恒流激勵：0-20.547mA
28108	AC/DC電壓，橋路，靜應變	8	靜應變，壓力，RTD，載荷、加速度，AC、DC濾波/放大器，任何橋路傳感器	2-6線，帶屏蔽	恒壓激勵0-20.475VDC
28118	AC/DC電壓，橋路，靜應變	8	靜應變，壓力，RTD，載荷、加速度，AC、DC濾波/放大器，任何橋路傳感器	2-6線，帶屏蔽	恒壓激勵0-20.475VDC
28458	AC電壓，動應變	8	動應變，AC、DC濾波/放大器	2線，帶屏蔽	對稱恒流源 0,5,10,15,20mA
28608B	AC或DC 電壓	8	低電平AC或DC放大器，低通、高通或帶通濾波。	2線，帶屏蔽	無
28618	AC或DC 電壓	8	低電平AC或DC放大器，低通、高通或帶通濾波。	2線，帶屏蔽	無
28612	AC或DC 電壓	2	低電平AC或DC放大器，低通、高通或帶通濾波。	2線，帶屏蔽	無
28524	頻壓轉換，脈沖	4	頻率計數，脈沖率，流量，霍爾效應傳感器	2線，帶屏蔽	無
28908	IEPE，CVLD，in-line Preamp	8	IEPE傳感器，CVLD電流輸出傳感器，外部Preamp電源， AC電壓	5線（+/-Signal, +/-Preamp Pwr, Sensor Cal），帶屏蔽	IEPE： 0,4,8,12mA； CVLD：10,15,20V； Preamp電源
28918	IEPE，CVLD，in-line Preamp	8	IEPE傳感器，CVLD電流輸出傳感器，外部Preamp電源， AC電壓	5線（+/-Signal, +/-Preamp Pwr, Sensor Cal），帶屏蔽	IEPE： 0,4,8,12mA； CVLD：10,15,20V； Preamp電源
28304	單端電荷，IEPE，支持LDTEDS	4	壓電或IEPE傳感器，遠端電荷放大，AC電壓	2線同軸，Combo-D	IEPE：0,4,8,12mA
28324	單端電荷，IEPE，支持LDTEDS	4	壓電或IEPE傳感器，遠端電荷放大，AC電壓	2線同軸，Combo-D	IEPE：0,4,8,12mA
28316C	IEPE調理，支持LDTEDS	16	IEPE加速度傳感器，可選LDTEDS，AC電壓	2線，帶屏蔽	IEPE：0,4,8,12mA
28302B	電荷、IEPE或速度傳感器	2	壓電或IEPE傳感器，速度，AC電壓	2線同軸或3線LEMO	IEPE：8.5mA

型號	帶寬	增益	濾波器類型	截止頻率	輸出
28144	500kHz	1/16~ 8192， 0.05%分辨率	4，8階脈沖/平坦模式低通或帶通濾波	平坦: 2Hz~204.6kHz程控；脈沖: 1Hz~102.3kHz程控。	單端輸出，帶Ground Reference
28114	190kHz	1/16~ 1024， 0.05%分辨率	4階脈沖/平坦低通濾波	FX02:300,1k,3k,10k,30kHz	單端輸出，帶Ground Reference
28124	250kHz	1/16~ 8192， 0.05%分辨率	4階脈沖/平坦低通濾波	平坦: 2Hz~204.6kHz程控；脈沖: 1Hz~102.3kHz程控。	(3)緩沖程控寬帶/濾波單端輸出每通道，帶Ground Reference
28108	100kHz	1/16~ 8192 0.05%分辨率	4階脈沖/平坦低通濾波	平坦: 2Hz~204.6kHz程控；脈沖: 1Hz~102.3kHz程控。	單端或差分輸出（Opt.T）
28118	190kHz	1/16~1024 0.05%分辨率	4階脈沖/平坦低通濾波	FX02:300,1k,3k,10k,30kHz	單端或差分輸出（Opt.T）
28458	190kHz	1/16~1024 0.05%分辨率	4階脈沖/平坦低通濾波	FX02:300,1k,3k,10k,30kHz	(2)緩沖單端輸出每通道
28608B	500kHz	1/16~ 8192 0.05%分辨率	4，8階脈沖/平坦模式低通或帶通濾波	平坦: 2Hz~204.6kHz程控；脈沖: 1Hz~102.3kHz程控。	單端輸出，帶Ground Reference
28618	190kHz	1/16~1024 0.05%分辨率	4階脈沖/平坦低通濾波	FX02:300,1k,3k,10k,30kHz	單端輸出，帶Ground Reference
28612	3.15MHz	1~1000	6階脈沖/平坦低通濾波	5kHz~315kHz，350kHz~3.15MHz	單端輸出
28524	1Hz~50kHz	輸入范圍10mV~100V	帶通	1Hz~50kHz程控	單端電壓輸出，帶Ground Reference，單端脈沖輸出
28908	1Hz~500kHz	1/16~ 8192 0.05%分辨率	4，8階脈沖/平坦模式低通或帶通濾波	平坦: 2Hz~204.6kHz程控；脈沖: 1Hz~102.3kHz程控。	(2)緩沖單端輸出每通道
28918	1.2Hz~190kHz	1/16~1024 0.05%分辨率	4階脈沖/平坦低通濾波	FX02:300,1k,3k,10k,30kHz	(2)緩沖單端輸出每通道
28304	0.25Hz~450kHz	1/16~ 8192 0.05%分辨率	4，8階脈沖/平坦模式低通或帶通濾波	平坦: 2Hz~204.6kHz程控；脈沖: 1Hz~102.3kHz程控。	(2)緩沖單端輸出每通道
28324	0.5Hz~170kHz	1/16~1024 0.05%分辨率	4階脈沖/平坦低通濾波	FX02:300,1k,3k,10k,30kHz	(2)緩沖單端輸出每通道
28316C	0.25Hz~140kHz	1~512 0.1%分辨率	4階， Time Delay或butterworth	FX02:300,1k,3k,10k,30kHz	(2)緩沖單端輸出每通道
28302B	0.3Hz~20kHz	PE:1~200pC/g IEPE:0.1~200 mV/g	6階高通， 6階低通	高通:0.3,3,10,30,100Hz 低通:50Hz~12.75kHz,50Hz步長脈沖: 1Hz~102.3kHz	(2)加速度 (2)速度 (1)位移 (1)DC (1)報警

動應變調理的完整解決方案，為您的需求量身打造
4種主機系統可供選擇，PFI 28000信號調理系統可擴展以完成各種規模的動應變測量任務

（一）128/64通道動應變信號調理系統
* 使用28458八通道動應變調理插卡，可達128個通道
* 使用28144四通道雙模式電橋或應變調理插卡，可達64個通道
* 16槽主機系統，插卡、控制器、電源和冷卻只需要6U（10.5英寸）高的機柜空間