NI CFP-AI-100 模拟量输入模块 – CompactFieldPoint 系列，分布式测量核心！

描述

NI CFP-AI-100 是美国国家仪器（NI）CompactFieldPoint 系列中的一款高性能 8 通道差分模拟量输入模块，主要用于工业分布式测量场景下的模拟信号采集与预处理。作为 NI 分布式测量解决方案的关键组成部分，NI CFP-AI-100 凭借模块化设计和灵活的配置能力，可轻松融入分散式工业现场，实现对多点模拟信号的集中采集与远程传输。

该模块支持电压、热电偶、RTD（电阻式温度检测器）等多种传感器输入，广泛应用于汽车测试、航空航天、工业监控、科研实验等领域。在实际应用中，NI CFP-AI-100 与 CompactFieldPoint 控制器及 LabVIEW 软件协同工作，能将采集到的温度、压力、位移等物理量信号转换为数字信号，为后续的数据分析、控制决策提供高精度原始数据，尤其适用于需要在恶劣环境下进行分布式测量的场景。

CFP-AI-100 NI

主要特点和优势

NI CFP-AI-100 最核心的优势在于其卓越的采集精度与多传感器适配能力。模块采用 16 位高分辨率 ADC（模数转换器），单通道采样率可达 100kS/s，能精准捕捉微弱模拟信号的细微变化，测量误差低至 ±0.05% 满量程，满足高精度工业测量需求。同时，它支持 0-10V、±5V 等电压信号，以及 J、K、T 等多种类型热电偶和 PT100 等 RTD 信号，无需额外信号调理模块即可直接对接不同传感器，大幅简化系统架构。

分布式部署与可靠性设计是NI CFP-AI-100 的另一大亮点。模块采用紧凑的导轨式设计，体积小巧，可直接安装在靠近传感器的工业现场，减少信号传输过程中的衰减和干扰，相比集中式采集方案更能保证数据质量。在硬件防护上，NI CFP-AI-100 具备 250V AC 通道间隔离和 60V DC 过电压保护功能，能有效抵御工业现场的电磁干扰（EMI）和浪涌冲击，适应 – 20℃至 70℃的宽温工作环境，即使在振动、粉尘较多的工况下也能稳定运行。

在软件兼容性与易用性方面，NI CFP-AI-100 表现出色。它深度兼容 NI LabVIEW、LabWindows/CVI 等软件开发平台，用户可通过图形化编程快速实现数据采集、显示、存储与分析功能，无需编写复杂的底层驱动代码，极大缩短项目开发周期。此外，模块支持热插拔功能，可在系统运行状态下更换模块，减少停机维护时间；内置的自诊断功能能实时监测模块工作状态，出现故障时及时发出报警，便于运维人员快速定位问题。

The NI CFP-AI-100 analog input module stands as a versatile solution for distributed industrial measurement applications, leveraging NI’s expertise in data acquisition technology. With 16-bit resolution and a maximum single-channel sampling rate of 100kS/s, it delivers exceptional measurement accuracy, making it ideal for capturing dynamic signals in automotive testing, aerospace validation, and industrial process monitoring. Its ability to directly interface with a wide range of sensors—including thermocouples, RTDs, and voltage transducers—eliminates the need for external signal conditioning, reducing system complexity and cost.

Engineered for rugged industrial environments, the CFP-AI-100 features channel-to-channel isolation (250V AC) and overvoltage protection (60V DC), ensuring reliable operation in electrically noisy settings. Its wide operating temperature range (-20°C to 70°C) and resistance to shock and vibration make it suitable for deployment in harsh conditions where traditional measurement equipment may fail. The module’s seamless integration with NI’s LabVIEW software enables rapid application development, while hot-swappable functionality minimizes downtime during maintenance, enhancing overall system availability.

CFP-AI-100 技术规格

参数名称	参数值
产品型号	CFP-AI-100
制造商	NI（National Instruments）
产品类型	CompactFieldPoint 模拟量输入模块
通道数量	8 路差分
分辨率	16 位
单通道最大采样率	100kS/s
支持输入类型	电压、热电偶、RTD
电压输入范围	0-10V, ±5V, ±10V
热电偶类型	J, K, T, E, R, S, B, N
RTD 类型	PT100, PT1000, Cu100
供电电压	24VDC ±10%
工作温度	-20-70℃
存储温度	-40-85℃
隔离等级	250V AC（通道间）
防护等级	IP30
安装方式	DIN 导轨安装
功耗	最大 3.5W
过电压保护	60V DC
尺寸（长 × 宽 × 高）	112mm×89mm×64mm

应用领域

NI CFP-AI-100 凭借高精度采集性能和分布式部署优势，在多个专业领域得到广泛应用。在汽车测试领域，它被用于整车性能测试中的分布式数据采集，可同时采集发动机温度、变速箱压力、刹车系统位移等多个参数，通过 LabVIEW 软件实时分析数据，助力工程师优化车辆设计。在航空航天领域，NI CFP-AI-100 用于飞行器地面测试和飞行试验中的环境参数测量，如机舱温度、结构应力、推进系统压力等，为飞行器安全性验证提供可靠数据支持。

在工业监控领域，大型化工园区的设备分布广泛，NI CFP-AI-100 可分散安装在不同区域，采集各设备的运行温度、管道压力、电机振动等信号，通过工业以太网传输至中央监控室，实现对整个园区设备的远程监控与故障预警。在科研实验领域，高校和研究所利用NI CFP-AI-100 搭建分布式测量平台，用于材料性能测试、环境模拟实验等场景，其高精度和灵活性能满足多样化的实验需求。

此外，在能源行业的风力发电场中，NI CFP-AI-100 可安装在每台风机的控制柜内，采集风速、风向、发电机温度等参数，通过网络汇总至风场监控中心，实现对风机运行状态的实时监测和发电效率优化。无论何种领域，NI CFP-AI-100 都是分布式高精度测量场景中的理想选择。

安装与维护

安装前准备

安装NI CFP-AI-100 前，需确认 DIN 导轨规格是否符合要求，检查模块外观有无破损、接口是否完好。同时，根据传感器类型确定输入信号类型，准备好符合规格的电源线和信号线缆，核对传感器输出信号范围是否在模块支持范围内。此外，需提前在 LabVIEW 软件中完成采集程序的初步设计，并确保 CompactFieldPoint 控制器已正确配置网络参数。

安装要点

将NI CFP-AI-100 卡入 DIN 导轨并通过固定螺丝加固，按照模块端子定义连接 24VDC 电源，再根据传感器类型连接相应的信号线缆，注意区分差分输入的正负极和接地端。接线完成后，通过 RS485 或以太网将模块与 CompactFieldPoint 控制器连接，开启系统电源，在 LabVIEW 软件中检测模块是否正常通信，随后进行采样率、量程等参数配置，并通过标准信号源校准模块采集精度。

维护建议

定期通过 LabVIEW 软件查看NI CFP-AI-100 的采集数据和模块状态，每季度对模块表面和接线端子进行清洁，去除灰尘和氧化层。若出现数据采集异常，先检查传感器和信号线缆是否正常，再通过模块的 LED 指示灯判断故障类型。更换模块时，需先断开电源，记录好接线顺序和参数配置，新模块接入后通过热插拔功能恢复通信，确保采集系统快速恢复运行。