NI CFP-AI-111 模拟量输入模块 – 16 通道差分采集，分布式测量高效之选！

描述

NI CFP-AI-111 是美国国家仪器（NI）CompactFieldPoint 系列中的一款高性能 16 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多点模拟信号的同步采集与预处理。作为 NI 分布式测量解决方案的核心组成部分，NI CFP-AI-111 凭借 16 通道的高密度采集能力和模块化设计，可灵活部署于分散的工业现场，实现对多点位信号的集中采集与远程传输。

该模块支持电压、热电偶（TC）、电阻式温度检测器（RTD）等多种输入类型，广泛应用于工业过程监控、汽车零部件测试、能源监测、环境模拟等领域。在实际应用中，NI CFP-AI-111 与 CompactFieldPoint 控制器及 LabVIEW 软件开发平台协同工作，能将温度、压力、液位等物理量信号精准转换为数字信号，为后续的数据分析、趋势预测和控制决策提供可靠的原始数据支撑，尤其适用于需要同时采集多个分散点位信号的场景。

CFP-AI-111 NI

主要特点和优势

NI CFP-AI-111 最核心的优势在于其 16 通道的高密度采集能力与卓越的测量精度。模块采用 16 位高精度模数转换器（ADC），单通道最大采样率可达 50kS/s，且支持多通道同步采集，能同时捕捉多个点位的信号变化，测量误差低至 ±0.05% 满量程，满足工业级高精度测量需求。同时，它兼容 0-10V、±5V 等电压信号，J、K、T、E 等多种热电偶信号，以及 PT100、PT1000 等 RTD 信号，无需额外配置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，降低集成成本。

分布式部署与工业级可靠性是NI CFP-AI-111 的另一大亮点。模块采用紧凑的 DIN 导轨式设计，体积小巧，可直接安装在靠近传感器的现场控制柜内，缩短信号传输距离，有效减少信号衰减和电磁干扰（EMI）影响，相比集中式采集方案能显著提升数据采集质量。在硬件防护上，NI CFP-AI-111 具备 250V AC 通道间电气隔离和 60V DC 过电压保护功能，能抵御工业现场的浪涌冲击和射频干扰（RFI），适应 – 20℃至 70℃的宽温工作环境，即使在振动、粉尘较多的恶劣工况下也能稳定运行。

在软件兼容性与易用性方面，NI CFP-AI-111 表现出色。它深度兼容 NI LabVIEW、LabWindows/CVI 等主流软件开发平台，用户可通过图形化编程快速实现数据采集、实时显示、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供电、通信和通道状态，出现异常时通过指示灯和软件报警及时提示，便于运维人员快速定位故障。

The NI CFP-AI-111 analog input module delivers high-density, accurate data acquisition for distributed industrial applications, leveraging NI’s proven expertise in measurement technology. With 16 differential channels and 16-bit resolution, it enables simultaneous sampling of multiple signals at up to 50kS/s per channel, making it ideal for applications requiring synchronized data from dispersed measurement points, such as automotive subsystem testing and industrial process monitoring.

Engineered for rugged industrial environments, the CFP-AI-111 features 250V AC channel-to-channel isolation and 60V DC overvoltage protection, ensuring reliable operation in electrically noisy settings. Its wide operating temperature range (-20°C to 70°C) and robust mechanical design provide resistance to shock and vibration, enabling deployment in harsh conditions where traditional measurement equipment may fail. The module’s seamless integration with NI LabVIEW simplifies application development, while hot-swappable functionality minimizes downtime during maintenance, enhancing overall system availability and productivity.

CFP-AI-111 技术规格

参数名称	参数值
产品型号	CFP-AI-111
制造商	NI（National Instruments）
产品类型	CompactFieldPoint 模拟量输入模块
通道数量	16 路差分
分辨率	16 位
单通道最大采样率	50kS/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, Cu50
供电电压	24VDC ±10%
工作电流	最大 300mA
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（35mm）
功耗	最大 3.6W
过电压保护	60V DC
尺寸（长 × 宽 × 高）	112mm×89mm×64mm

应用领域

NI CFP-AI-111 凭借 16 通道高密度采集能力和分布式部署优势，在多个专业领域得到广泛应用。在工业过程监控领域，大型化工生产线上的反应釜、换热器、管道等设备分布着多个温度、压力监测点，NI CFP-AI-111 可分散安装于各设备附近，同步采集多点位信号并传输至中央控制系统，实现对生产过程的全面监控，及时发现参数异常并调整，保障生产安全与产品质量。

在汽车零部件测试领域，发动机、变速箱等部件的测试需要同时采集多个温度、振动、压力参数，NI CFP-AI-111 可作为测试台的核心采集组件，同步捕捉各参数变化，通过 LabVIEW 软件分析数据，助力工程师优化零部件设计性能。在能源监测领域，光伏电站、风力发电场需要对多个逆变器、汇流箱的输出电压、电流、功率等参数进行实时采集，NI CFP-AI-111 能满足多点同步测量需求，为能源效率分析提供精准数据。

此外，在环境模拟实验和楼宇自动化领域，NI CFP-AI-111 也发挥着重要作用。在环境模拟实验室，它可同时采集实验舱内多个点位的温度、湿度、气压信号，支持模拟复杂环境条件；在楼宇自动化中，能采集不同楼层的空调负荷、照明电流等参数，为楼宇节能控制提供数据支持。无论何种场景，NI CFP-AI-111 都是分布式多点模拟量采集的理想选择。

安装与维护

安装前准备

安装NI CFP-AI-111 前，需确认 DIN 导轨为 35mm 标准规格，检查模块外观有无破损、引脚是否弯曲。同时，根据接入的传感器类型（电压 / 热电偶 / RTD）确定接线方式，准备符合规格的 24VDC 电源线和屏蔽信号线缆，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框架设计，并确保 CompactFieldPoint 控制器已配置好通信参数。

安装要点

将NI CFP-AI-111 卡入 DIN 导轨并通过螺丝固定，按照模块端子定义连接 24VDC 电源，注意区分正负极。根据传感器类型连接信号线缆，差分输入需正确连接正、负端和接地端，热电偶信号需使用补偿导线。接线完成后，通过 RS485 或以太网将模块与控制器连接，开启电源后在 LabVIEW 中检测模块通信状态，配置采样率、量程等参数，并使用标准信号源校准各通道采集精度。

维护建议

定期通过 LabVIEW 软件查看NI CFP-AI-111 各通道采集数据的稳定性，每月清洁模块表面灰尘及接线端子氧化层，确保接触可靠。若出现数据漂移或采集异常，先检查传感器和信号线缆是否正常，再通过模块 LED 指示灯判断供电、通信状态。更换模块时，需先断开电源，记录接线顺序和参数配置，新模块接入后利用热插拔功能恢复通信，无需关停整个系统。