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NI SCXI-1520 是美国国家仪器（NI）推出的8 通道高精度应变 / 桥输入模块，专为工业测试测量和自动化系统设计，可与 SCXI 机箱（如 SCXI-1000）及 DAQ 设备（如 PCI-6024E、USB-6363）配合使用，实现应变、力、扭矩、压力等传感器信号的调理与采集。作为 SCXI 系列的核心模块，SCXI-1520 支持四分之一桥、半桥、全桥等多种应变片配置，内置可编程增益（1~1000 倍）、4 极 Butterworth 低通滤波器（10Hz~10kHz）及 0~10V 直流激励源，尤其适用于结构力学测试、汽车动力总成分析等高精度场景。
该模块采用模块化设计，支持热插拔，通过 NI-DAQmx 软件和 LabVIEW 编程环境可实现灵活配置。其自动校准功能可补偿温漂和长期使用误差，校准系数存储于 EEPROM 中，断电不丢失。SCXI-1520 已通过 CE 认证，符合工业安全标准，广泛应用于桥梁健康监测、风洞压力采集、柴油发动机测控等领域。
NI SCXI-1520
技术规格
| 参数名称 | 参数值 |
| 产品型号 | NI SCXI-1520 |
| 制造商 | 美国国家仪器（NI） |
| 产品类型 | 应变 / 桥输入模块 |
| 通道数 | 8 路差分输入（独立隔离） |
| 输入范围 | ±10mV 至 ±10V（取决于桥路配置） |
| 输出范围 | ±5V（可直接连接 DAQ 设备） |
| 增益范围 | 1~1000（软件可编程） |
| 滤波器 | 4 极 Butterworth 低通（10Hz/100Hz/1kHz/10kHz 可选） |
| 激励电压 | 0~10V 直流（每通道独立） |
| 分辨率 | 16 位（取决于 DAQ 设备） |
| 隔离等级 | 300Vrms 通道间 / 通道对地 |
| 共模抑制比 | >100dB（50/60Hz） |
| 校准功能 | 自动校准（内置 EEPROM 存储校准系数） |
| 通信接口 | 通过 SCXI 机箱连接 NI DAQ 设备 |
| 工作温度 | 0°C 至 + 50°C（工业级扩展型号支持 – 40°C 至 + 85°C） |
| 物理尺寸 | 133.4 mm × 101.6 mm × 44.5 mm |
| 功耗 | 最大 5W（取决于增益配置） |
| 兼容软件 | NI-DAQmx、LabVIEW、MATLAB |
主要特点和优势
多类型传感器兼容与高精度调理：
SCXI-1520 支持多种应变片配置（四分之一桥、半桥、全桥），可直接接入应变计、力传感器、扭矩传感器等信号源。例如，通过 SCXI-1314 接线盒的 350Ω 补偿电阻，可组成四分之一桥电路，消除引线电阻误差。其可编程增益（1~1000 倍）和 4 极 Butterworth 滤波器（10Hz~10kHz）可适配不同灵敏度的传感器，例如将 mV 级应变信号放大至 ±5V 输出，适配 DAQ 设备的输入范围。
动态信号处理与抗干扰设计：
- 同时采样保持功能：支持 8 通道同步采样，确保多物理量数据的时间一致性，适用于振动分析、瞬态力测量等动态场景。
- 300Vrms 隔离技术：有效抑制地电位差和电磁干扰，例如在汽车动力总成测试中，可同时采集发动机 ECU 的 PWM 电压（±12V）和电机绕组应变信号（mV 级），避免强电干扰导致的数据失真。
- 自动调零与分流校准：通过软件可消除桥路初始偏移，并通过并联分流电阻验证增益精度，确保长期测量稳定性。
灵活配置与工业级可靠性：
- 远程参数控制：通过 LabVIEW 或 NI MAX 软件可远程配置通道参数（如增益、滤波频率），支持多组预设方案快速切换。例如在风洞测试中，可实时调整滤波器截止频率以捕捉不同风速下的压力波动。
- 宽温与防护设计：标准型号工作温度为 0°C 至 + 50°C，扩展型号支持 – 40°C 至 + 85°C，配合 SCXI 机箱可实现 IP54 防护等级，适应高温炉旁、冷库等极端环境。
- 模块化扩展能力：支持与 NI PXI、CompactDAQ 等平台混合使用，通过菊花链连接多个 SCXI 机箱可扩展至数百通道。例如在桥梁监测系统中，SCXI-1520与 SCXI-1125 电压模块配合，可同步采集应变、温度、振动等多维度数据。
NI SCXI-1520
应用领域
结构健康监测：
在桥梁、建筑等结构疲劳测试中，SCXI-1520 可采集应变片（mV 级信号）和加速度传感器（±10V）信号，结合 LabVIEW 实时分析软件评估结构损伤。例如在深圳大学城内某桥梁监测系统中，该模块与 PXI-6220 采集卡配合，实现 200Hz 的动态应变数据采集，精度达 ±0.1% FS5。
汽车与航空航天测试：
- 发动机台架试验：采集涡轮增压器压力传感器（0~5V）和 ECU 脉宽调制信号（±12V），优化燃烧效率。
- 飞机结构测试：在机翼应变测量中，其 300Vrms 隔离能力可同时监测应变片（mV 级）和液压系统压力（0~30V），确保多物理量数据同步性6。
工业自动化与能源监测：
- 智能电网：直接接入电压互感器（PT）输出信号（0~100V），配合 NI cDAQ-9188 机箱实现谐波分析和电能质量评估。
- 风电设备：监测变流器直流母线电压（0~1500V），结合 SCXI-1520 应变模块分析叶片载荷，预测设备寿命6。
科研与教育实验：
高校实验室中，SCXI-1520 常与 NI myDAQ 设备搭配，用于教学演示和学生创新项目。例如在电子电路课程中，学生可通过 LabVIEW 编程控制模块增益，观察不同放大倍数对正弦波信号的影响，加深对模拟信号调理的理解11。
相关产品
- NI SCXI-1120：8 通道应变测量模块，支持 ±10V 输入，适用于结构力学测试。
- NI SCXI-1102：8 通道热电偶模块，支持 K、J、T 型热电偶，带冷端补偿。
- NI PCI-6251：16 位多功能 DAQ 卡，可与 SCXI-1520 直接连接，最高采样率 250kS/s。
- NI USB-6363：便携式 DAQ 设备，支持 SCXI 扩展，适合移动测试场景。
- NI cDAQ-9188：分布式采集机箱，支持以太网通信，可替代 SCXI-1000 实现远程部署。
- NI 9237：新一代应变输入模块，支持 24 位分辨率和更高带宽，兼容 CompactDAQ 平台。
安装与维护
安装步骤：
- 将SCXI-1520插入 SCXI-1000 机箱的任意插槽，拧紧面板螺丝。
- 使用屏蔽电缆连接传感器信号至模块接线端子（推荐 SCXI-1314 接线盒），确保高压线路与低压控制线分开敷设。
- 通过 NI MAX 软件扫描设备，配置通道参数（如桥路类型、增益、滤波频率），测试信号通路。
- 若需扩展通道，通过 SCXI 菊花链电缆连接多个机箱，最多支持 8 个机箱级联。
维护建议：
- 校准周期：每年使用 NI 提供的校准工具进行外部校准，或通过 Fluke 5700A 等设备验证精度，确保符合 ISO 17025 认证要求。
- 清洁与防护：每季度清洁模块散热孔，避免灰尘堆积影响性能；在恶劣环境中使用时，定期检查机箱密封和接地状态。
- 故障排查：若发现测量偏差超过 ±0.1% FS，可通过 NI MAX 软件执行自校准；若继电器动作时间超过 5ms 典型值，建议更换模块或联系 NI 技术支持。
