Resolución de errores en mediciones analógicas

Actualizado el Jun 18, 2020

Reportado en

Hardware

  • PXI Analog Input Module
  • C Series Universal Analog Input Module
  • Voltage Input Module for SCXI

Controlador

  • NI-DAQmx

Detalles del problema

Veo interferencias, flotantes, picos aleatorios, fluctuaciones, ruido excesivo o algún otro tipo de voltaje inesperado en mi canal de entrada analógica. ¿Cuáles son algunas de las posibles razones de este comportamiento y cómo soluciono los problemas?

Solución

Existen varios motivos por los que puede estar viendo voltajes inesperados o interferencias en un canal analógico. Algunas de las razones más comunes son:
  • Alta impedancia de fuente

La impedancia es una medida de cómo los circuitos impiden la corriente en un sistema. Es una combinación de resistencia, capacitancia e inductancia. En un sistema ideal, un CAD tendría una impedancia infinita. En realidad, este no es el caso. Simplemente tienen una impedancia muy alta.

Sin embargo, a veces, la fuente que el CAD está midiendo también puede tener una alta impedancia. Esta alta impedancia de la fuente puede causar una caída notable en el voltaje medido del CAD. Esto puede llevar a mediciones inexactas.

Más información sobre esto está disponible en la sección Impedancia de entrada de Especificaciones explicadas: Serie C.

  • Fantasmas

Si experimenta un voltaje inesperado en la medición de su canal digital o sus mediciones inesperadas desaparecen cuando solo está muestreando desde un canal, esto puede deberse a la aparición de imágenes fantasma entre las señales. El efecto fantasma puede ser causado cuando se utiliza una alta frecuencia de muestreo en dispositivos multiplexados. Vea ¿Cómo elimino el fantasma de mis mediciones? para más información.

  • Canales desconectados o abiertos
Se produce un comportamiento similar a la alta impedancia de la fuente si se incluyen canales no conectados en su lista de exploración. Otro comportamiento común de un canal desconectado es el desplazamiento lento o flotante hacia uno de los rieles causados por la inyección de carga.

Para obtener información más detallada sobre la resolución de problemas de canales desconectados, consulte Lecturas incorrectas en canales desconectados o abiertos . Se pueden producir problemas adicionales al escanear canales SCXI abiertos como se explica en ¿Por qué tengo una lectura incorrecta al muestrear canales SCXI abiertos? .

  • Puesta a tierra inadecuada
Si la señal que se va a medir no se refiere al mismo plano de tierra que el dispositivo DAQ, existe la posibilidad de realizar bucles a tierra. Los bucles a tierra pueden causar desplazamientos y errores en las mediciones.

Para obtener información sobre la solución de problemas de conexión a tierra, consulte la sección Cableado de campo y Consideraciones de ruido para señales analógicas .

  • Ruido y Crosstalk
Las señales medidas casi inevitablemente incluirán una cierta cantidad de ruido o señal no deseada del entorno circundante (crosstalk). El blindaje y las conexiones adecuadas pueden reducir el efecto de la interferencia entre los canales y otros ruidos del entorno. La distancia del cableado que conecta el módulo al sensor también jugará un factor en la cantidad de ruido que se capta.

Para obtener información sobre la resolución de problemas de ruido y crosstalk, consulte la sección Cableado de campo y Consideraciones de ruido para señales analógicas .
 

  • Emparejamiento de impedancia
Otra forma en que la impedancia puede afectar a un sistema es la impedancia de la línea de transmisión. Cuando se conectan dos sistemas, si la impedancia de un sistema es mucho más alta o más baja que la otra, esto puede conducir a la reflexión de la señal.

Por ejemplo, si los sistemas multiplexados son controlados por fuentes con alta impedancia en comparación con la impedancia de entrada de la tarjeta NI, es posible que vea voltajes de un canal escaneado reflejados en otro canal escaneado. Para eliminar estas reflexiones, la impedancia de la fuente y la impedancia de entrada deben coincidir.

Se cubre más información sobre la resolución de problemas de impedancia no coincidente en Impedance and Impedance Matching .
  • Sobretensión en canales conectados
Cualquier sobretensión en cualquiera de los canales, ya sea que lo esté escaneando o no, puede provocar interferencias cuando las señales exceden el rango del canal o cuando los voltajes en modo común permiten que la señal exceda el rango operativo del dispositivo. Además, si se escanea el canal, una sobretensión puede aumentar el tiempo de establecimiento de las mediciones y puede dar como resultado un comportamiento similar al de una interferencia.

Para obtener información sobre la solución de problemas de sobretensión, consulte Causas de sobretensión SCXI Interferencias y fantasmas .

  • Calibración del dispositivo DAQ
La mayoría de los dispositivos DAQ deben ser calibrados por un laboratorio de metrología al menos una vez al año. Las variaciones de temperatura también pueden afectar la precisión de una medición. Para reducir los efectos de las variaciones de temperatura, debe ejecutar la autocalibración en el dispositivo DAQ.

Para obtener más información sobre la calibración, visite Resumen de soluciones de calibración .

  • Modo de medición inadecuado

Asegúrese de usar el mismo modo de medición en su configuración de hardware y software. Por ejemplo, el modo de medición diferencial (DIFF) toma el valor entre dos canales de entrada analógica. Estos se etiquetarán con un terminal positivo y negativo, como AI1 + y AI1-. El modo de salida sencilla referenciada a tierra (RSE) hace referencia entre una entrada analógica y tierra. La conexión a tierra está etiquetada como GND, y la entrada analógica se etiquetará de manera similar a AI1.

Asegúrese de usar el mismo estilo de medición tanto en su configuración física como en el software. El uso de DIFF en el software y la medición entre AI1 y GND (un cableado RSE) dará resultados inesperados. El cableado de campo y las consideraciones de ruido son un recurso útil para verificar las prácticas de cableado adecuadas para un modo de medición dado.

Asegúrese de que el dispositivo que está usando sea compatible con el estilo de medición que está usando. No todos los módulos soportan RSE. Consulte el manual del usuario de su dispositivo para obtener esta información.

  • Dispositivo DAQ dañado
Si el dispositivo DAQ se daña, es muy probable que reciba lecturas incorrectas. Si tiene un dispositivo de la serie E o M, puede solucionar el problema ejecutando la utilidad de diagnóstico DAQ . De lo contrario, debe verificar que el comportamiento sea coherente en todos los chasis / sistemas para confirmar que un módulo o tarjeta individual está dañado.

Información adicional

Problemas menos comunes:

Hardware:
  • Fusibles quemados en su chasis SCXI , chasis PXI (e) u otro acondicionador de señal.
  • Los pines doblados en el dispositivo DAQ o los módulos de acondicionamiento de señal causan síntomas como canales no conectados.
  • Resistencias de polarización grandes: causan síntomas como una alta impedancia de la fuente.
  • Si su módulo lo admite, intente usar canales de entrada analógicos que no estén adyacentes entre sí, o que estén tan separados como sea posible.
  • Es posible que esté cableando su módulo NI para una configuración de corriente y no una configuración de voltaje o viceversa.
  • Es posible que su dispositivo NI esté leyendo en Vrms mientras su sensor o dispositivo bajo prueba está emitiendo VDC, lo que puede hacer que las mediciones parezcan incorrectas. Consulte las hojas de especificaciones de su dispositivo para ver cuáles son los tipos de medición de entrada y salida. Puede hacer una comprobación rápida de esto multiplicando sus datos por √2 para ver si los datos caen dentro de los valores esperados.
  • Si está utilizando un adaptador tipo placa de ruptura con su dispositivo, tenga en cuenta que la indexación de terminal del adaptador puede no coincidir con los canales del módulo. Asegúrese de consultar el diagrama de pines para su dispositivo, así como la indexación del adaptador para asegurarse de que está observando los canales correctos.
Software:
  • Configuraciones incorrectas en el software: más comunes cuando se usa un acondicionador de señal configurable mediante puentes; la configuración del software debe coincidir con la configuración del puente.
  • La corrupción del software en el controlador también puede causar valores inesperados. Intente forzar la reinstalación de su controlador DAQmx.
  • Es posible que tenga configurada una configuración de filtro que no se puede establecer para la frecuencia de corte correcta para los requisitos de la aplicación que desee.
  • Si está utilizando microcomputadoras o computadoras placa única, es relativamente fácil que se rompan. Asegúrese de que la tarjeta DAQ sea el problema al reemplazar la computadora con otra computadora que funcione.
General:
  • Salida incorrecta o inesperada del dispositivo bajo prueba o sensor: use un osciloscopio para verificar la salida de su dispositivo bajo prueba o sensor para ver si el comportamiento inesperado es causado por el dispositivo NI o el hardware de terceros.
  • Para obtener información más detallada sobre la solución de problemas por otros motivos potenciales, consulte ¿Por qué mis entradas analógicas parecen flotar?