使用USB进行测量应用的优势和潜在危险
- 真正的即插即用:使用标准的低成本线缆简单地将数据采集模块和PC的USB端口相连。当模块插入时,PC会自动识别该模块,并安装必要的软件来操作该模块。这种连接方式极大地减少了启动时间。
- 不再需要打开PC机箱来添加电路板、配置跳线开关和中断设置、搜索正确的设备驱动程序或者重启系统,而是简单地将传感器连接到模块上就不用管了。几分钟内,就可不断获取数据、温度、压力、声音等任何所需信息。
- 更少地被PC的噪声影响:USB数据采集模块为噪声敏感的测量应用带来性能优势。因为USB线缆通常长度是1至5米,I/O电路距离计算机的充满电磁噪声的主板和电源距离更远,而距离要测量的传感器更近。
- 全速和高速传输速率:具有USB1.1端口的计算机能够从USB数据采集模块输入和输出数据,传输速度最高达到12Mbps。这种全速速率对于数据流应用很有用,能够支持高达400KHz的数据采集速率。
对于高性能的应用,必须确保PC有一个高速的USB2.0端口。凭借 USB2.0,就能够在PC和USB数据采集模块间以最高达480Mbps的速度传输数据。这种增加的带宽允许同时执行多路I/O操作,每路的流量速率可以高达500kHz,这种方式与PCI测量系统相似。
- 节约成本:许多USB数据采集模块包含可移除的终端模块或BNC连接器,这些器件用来方便地处理所有的用户I/O连接。这种设计不仅仅使用方便,而且节省成本,因为你不再需要购买可选的螺丝固定的终端配件。
- 便携性:USB数据采集模块体积很小,方便携带,这使得使用者甚至能把最复杂的的测试与测量应用带出实验室,搬入现场。
- 容易扩展:使用低成本的扩展集线器和USB线缆,最多能连接127个数据采集模块到一个USB端口上。
- 可热插拔:USB数据采集模块能在计算机运行时安装或移除。只是使用时插上设备,完成工作后拔出设备,不需要关计算机了。因为USB模块能自己计数和自己识别,当模块插上后,设备驱动自动加载;当设备拔出后,设备驱动自动卸载。
- 简单的电源连接:USB数据采集模块能通过USB总线或通过简单连接到外部电源获得供电。低耗电的模块在5V电压下吸收少于100mA的电流,可通过USB线缆获得供电。自身供电的模块在5V电压下吸收高达500mA的电流,使用模块自己的电源。
USB用于测试与测量的潜在危险
尽管USB提供了许多优势,但不是所有的USB数据采集模块都能采取一样的的方式进行设计。根据应用不同,可能存在潜在的危险,一款USB模块设计可能造成灾难性的后果。
不像PCI电路板具有到PC背板的距离很短的真实的地系统,USB模块在线缆两端有距离很长的地连接(最长达5米)和有源电路。如果模块设计得不合适,这可能导致系统锁死、性能不稳定和电磁干扰,这对噪声敏感的测量是个重大问题。
在选择USB数据采集模块之前,针对目标应用考虑以下一些问题:
- 数据采集模块易受静电放电(ESD)、闪电或来自马达、开关设备或其他设备的电源浪涌的影响?
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