NI DAQ 디바이스로 고전압 측정 및 절연

고전압을 측정할 때는 고려해야 할 여러 사항들이 있습니다. 데이터 수집 (DAQ) 시스템을 선택할 때 자문해야 할 첫 번째 질문은 시스템의 안전성입니다. 고전압 측정은 장비와 테스트중인 유닛 그리고 여러분과 여러분의 동료에게 위험을 초래할 수 있습니다. 시스템의 안전을 보장하는 방법은 절연된 측정 디바이스를 이용하여 사용자와 위험한 전압 사이에 절연 처리막을 제공하는 것입니다.

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절연이란?

절연은 측정 디바이스를 물리/전기적으로 두 부분으로 분리시키는 것으로서 전기 절연과 안전 절연으로 나뉩니다. 전기 절연은 두 개 전기 시스템간의 접지 경로를 제거하는 것이라고 보면 됩니다. 전기 절연을 이용하면 접지 루프를 제거할 수 있고 데이터 수집 시스템의 공통 범위를 증가시키며 신호 접지 참조를 단일 시스템 접지로 레벨을 전환할 수 있습니다. 안전 절연 참조 표준은 인간이 위험한 전압과의 접촉을 방지하기 위한 특정 요구사항을 가지고 있습니다. 또한 본 절연은 접촉할 수 있는 기타 전기 시스템의 경계지역에 고전압과 순간 전압이 전송되는 것을 방지하도록 전기 시스템에 기능을 부여합니다.

 

절연을 DAQ 시스템에 통합하면 접지 루프 방지, 공통 전압 제거, 안전 제공과 같은 세 가지 주요 기능을 갖게 됩니다.

접지 루프

접지 루프는 데이터 수집 어플리케이션에서 가장 일반적인 노이즈 소스입니다. 이 루프는 회로에 연결된 두 개의 터미널이 다른 접지 전위에 있을 때 발생하며 두 지점 사이에 전류 흐름을 유발합니다. 시스템의 국부 접지는 가장 근접한 건물의 접지 이상 또는 이하의 볼트가 될 수 있으며 근처의 번개는 수백만 또는 수천만의 볼트를 발생할 수 있습니다. 이같이 발생하는 추가적인 전압 자체만으로도 측정에 엄청난 에러를 유발할 수 있으며, 에러를 유발한 전류는 근처의 전선의 전압과 결합될 수도 있습니다. 이 에러들은 순간적으로 또는 주기 신호로 나타날 수 있습니다. 예를 들어, 접지 루프가 60 Hz AC 전력 라인으로 형성되면 원치 않는 AC 신호가 측정에서 주기 전압 에러로 나타납니다.

접지 루프가 존재하면 측정된 전압 Vm은 신호 전압의 합인 Vs와 전위차인 Vg을 합한 것으로 그림 1처럼 신호 소스 접지와 측정 시스템 접지 사이에 존재합니다. 본 전위는 일반적으로 DC 레벨은 아니므로 결과적으로 이 시스템은 노이즈가 있는 측정 시스템이며 전력-라인 주파수 (60Hz) 컴포넌트를 보여줄 때도 있습니다.

그림 1. 접지-참조 시스템으로 측정된 접지된 신호 소스는 접지 루프를 유발합니다.

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접지 루프를 피하려면 측정 시스템에 단 하나의 접지 참조만 있도록 하고 절연된 측정 하드웨어를 사용해야 합니다. 절연된 하드웨어를 사용하면 신호 소스와 측정 디바이스 간의 경로를 제거하므로 여러 접지 지점 사이에 어떤 전류도 흐르지 못하게 됩니다.

 

공통 전압 (Common-Mode Voltage)

이상적인 차동 측정 시스템은 두 개의 터미널인 (+)와 (-) 입력 사이의 전위차에만 반응하는 것입니다. 회로쌍의 차동 전압은 올바른 신호지만 원치 않는 신호가 차동 회로쌍의 양측에 일반적으로 존재할 수 있습니다, 이 전압을 공통 전압이라고 합니다. 이상적인 차동 측정 시스템은 공통 전압을 측정하지 않고 완벽히 제거합니다. 하지만 실제 하드웨어는 공통 전압 범위와 동상제거비 (CMRR: Common-Mode Rejection Ratio) 같은 요소들이 형성한 여러 제약을 가지고 있어 공통 전압 제거 기능을 제한합니다.

공통 전압 범위는 측정 시스템 접지에 대한 각 입력의 최대 허용가능 전압 진동 (swing)으로 정의됩니다. 이 같은 허용범위를 벗어나면 측정 에러뿐 아니라 보드의 구성요소에 손상을 일으킬 수 있습니다.

동상제거비는 공통 전압을 제거하는 측정 시스템의 기능을 나타냅니다. 보다 높은 동상제거비를 가진 증폭기는 좀 더 효율적으로 공통 전압을 제거합니다. CMRR은 공통 게인에 대한 차동 게인의 대수율로 정의됩니다.

CMRR (dB) = 20 log (차동 게인/공통 게인). (등식 1)

 

공통 전압은 그림 2에 표시되어 있습니다. 이 회로에서 CMRR을 dB로 측정하면 V- = Vcm인 20 log Vcm/Vout입니다.

그림 2. CMRR 측정 회로

절연되지 않은 차동 측정 시스템에서 전기 경로는 여전히 입력과 출력 사이의 회로에 존재하고 있습니다. 따라서 증폭기의 전기 특성은 입력에 적용할 수 있는 공통 신호 레벨로 제한합니다. 절연 증폭기의 사용을 통해 전도성 경로는 제거되며 동상제거비는 급격히 상승합니다.

 

절연 고려사항

절연된 시스템을 구성할 시 알아야 할 여러 용어들이 있습니다.

Installation Category: 전기 시스템이 안전하게 견딜 수 있는 순간적으로 최대 전압을 나타내는 작동 요소들의 그룹. Installation Category는 뒤에서 자세히 다룹니다.

동작전압 (working Voltage): 절연막에 무리를 가하지 않고 시스템이 지속적으로 안전하게 작동할 수 있는 최대 동작 전압.

순간전압 (과전압): 측정되고 있는 예상 전압 외에 나타날 수 있는 짧은 전기 펄스나 스파이크

파괴전압 (Breakdown Voltage): 구성요소의 절연막이 파괴되는 전압. 이 전압은 동작전압보다 훨씬 크며 순간전압보다 더 지속기간 깁니다. 파괴전압이 발생하는 동안 근처에 있는 디바이스는 안전하게 작동할 수 없습니다.

 

절연 유형

물리적 절연은 가장 기본적인 형태의 절연으로서 두 개의 전기 시스템간에 물리적인 막이 있음을 의미합니다. 형태로는 절연 (insulation), 공극 (air gap) 또는 두 개 전기 시스템간의 비전도성 경로 형태가 있습니다. 물리적 절연을 이용하면 전기 시스템간에 어떠한 신호 전송도 일어나지 않습니다.

 

데이터 수집 시스템에 사용할 수 있는 절연 유형은 세 가지가 있습니다:

 

광학 절연 (Optical Isolation)

광학 절연은 디지털 절연 시스템에서는 일반적입니다. 신호를 전송하기 위한 매체는 빛이며 물리적 절연막은 일반적으로 공극입니다. 빛 강도는 측정된 신호에 비례합니다. 빛 신호는 절연막에 전송되며 절연막의 광전도 요소가 감지합니다.

그림 3. 광학 절연

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전자기 절연 (Electromagnetic Isolation)

전자기 절연은 변압기를 사용하여 전기 신호에 비례해 전자기장을 생성함으로써 절연막의 신호를 결합합니다. 그럼 장이 형성되고 한 쌍의 전도성 코일이 이 장을 감지합니다. 물리적인 막은 공기 또는 비전도성 막 형태일 수 있습니다.

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그림 4. 변압기

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용량성 절연 (Capacitive Isolation)

용량성 커플링은 절연의 또 다른 형태입니다. 전자기장은 콘덴서상의 전하 레벨을 변경합니다. 이 전하는 막에서 감지되며 측정된 신호 레벨에 비례합니다.

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그림5. 콘덴서

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절연 토폴로지 (Isolation Topologies)

측정 시스템을 구성할 때 디바이스의 절연 토폴로지를 이해하는 것은 중요합니다. 토폴로지마다 가지고 있는 비용과 속도를 고려해야 합니다.

 

채널-대-채널 (Channel-to-Channel)

가장 탄탄한 절연 토폴로지는 채널-대-채널 절연입니다. 이 토폴로지는 각 채널들이 서로 절연되어 있고 절연되지 않은 기타 시스템 구성요소와도 절연되어 있습니다. 또한 각 채널은 절연된 파워 서플라이가 있습니다.

속도를 고려하여 선택해야 하는 여러 아키텍처가 있습니다. 일반적으로 채널마다 ADC를 갖춘 절연 증폭기는 좀 더 빠른데, 그 이유는 모든 채널들을 병렬로 접근할 수 있기 때문입니다. 비용 면에서 효율적이지만 다소 느린 아키텍처는 절연된 각 입력 채널을 하나의 ADC에 멀티플렉싱해야 하는 단점이 있습니다.

채널-대-채널 절연을 이용하는 또 다른 방식은 모든 채널에 일반 절연 파워 서플라이를 사용하는 것입니다. 이 경우에 증폭기의 공통 범위는 파워 서플라이의 서플라이 레일로 제한되는데, 단 프런트 엔드 감쇠기가 사용되지 않아야 합니다.

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그림 6. 채널-대-채널 멀티플렉스 토폴로지

 

뱅크

또 다른 절연 토폴로지는 뱅킹 즉, 여러 채널들이 하나의 절연 증폭기를 공유하는 것입니다. 이 토폴로지에서 채널간 공통 전압 차이는 한계가 있지만 채널의 뱅크와 측정 시스템의 비절연 부분간의 공통 전압은 클 수 있습니다. 개별 채널들은 절연되지 않았지만 채널의 뱅크는 다른 뱅크와 접지에서 절연됩니다. 본 토폴로지는 디자인이 하나의 절연 증폭기와 파워 서플라이를 공유하므로 비용이 적게 드는 절연 솔루션입니다.

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그림 7. 뱅크 토폴로지

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안전성 및 환경 표준

DAQ 시스템을 구성할 시 다음 단계를 거쳐 제품이 해당하는 안전 표준을 충족하도록 해야 합니다.

작동 환경을 고려해야 합니다. 환경에는 동작 절연 전압과 Installation Category를 포함해야 합니다.

위와 같은 동작 및 안전 요소를 기초로 디자인의 절연 방식을 선택합니다.

필요한 정확도, 바람직한 주파수 범위, 동작 절연 전압, 순간 전압을 견디는 절연 구성요소의 기능을 기초로 절연 유형을 선택합니다.

모든 절연막들이 안전 절연에 적합한 것은 아닙니다. 측정 제품이 고전압 절연막 등급의 구성요소를 가지고 있을 수는 있지만 구성요소가 아닌 전체 제품 디자인은 디바이스가 고전압 안전 표준을 충족하는지 나타내야 합니다. 안전 표준은 인간을 위험한 전압으로부터 보호하기 위한 특정 요구사항을 가지고 있습니다. 이 요구사항들은 다른 어플리케이션과 동작 전압 레벨에 따라 매우 다양하지만 위험한 전압과 인간이 접근할 수 있는 회로나 부품 사이에 두 개의 보호 계층을 규정하기도 합니다.

또한 테스트 및 측정 장비에 대한 표준은 위험한 전압 레벨과 충격 위험요소뿐 아니라 환경 조건,접근성, 화재 위험요소, 검증된 문서 (이 위험요소들에서 장비 사용을 방지하는 법을 설명)와도 관련이 있습니다. 이 표준들은 절연 장비의 특정한 구조 요구사항을 유지 관리하여 온도, 습도, 노후화, 제조 프로세스의 변화에 맞게 절연막이 유지되도록 합니다.

안전 표준과 관련하여 European Commission과 Underwirters Laboratories, Inc. (UL)는 고전압 계측기의 설계를 다룬 표준을 요약하였습니다. Low Voltage Directive (안전 고려사항이 필요한 전압에 대한 사양을 요약한 초기 문서)와 조화를 이룬 표준이 대략 200개 있습니다.

계측기 제조업체 관련 표준은 EN 61010 (측정, 컨트롤, 연구소 사용을 위한 전기 장비에 대한 안전 요구조건)입니다. EN 61010은 30 Vrms 또는 60 VDC가 위험한 전압임을 나타내고 있습니다. EN 61010은 고전압 설계 요구조건 외에도 기타 안전 설계 제약조건 (가연성 및 열)을 포함하고 있습니다. 계측기 제조업체들은 반드시 EN 61010의 사양을 충족시켜 CE 라벨을 취득해야 합니다.

EN 61010과 매우 비슷한 두 개의 표준이 있습니다. 이 표준은 IEC 1010과 UL 3111입니다. IEC 1010은 International Electrotechnical Commission이 제정하였고 EN 61010의 전임 격입니다. European Commission은 이 표준을 채택하였고 EN 61010으로 명칭을 변경하였습니다. 또한 UL 3111은 IEC 1010의 자식 격입니다. 이 같이 엄격한 UL 표준은 오래되고 보다 관대했던 UL 1244 표준 (측정, 컨트롤, 연구소 계측기용)을 대체하였습니다. 계측기 제조업체들이 새로운 설계를 수행할 때는 반드시 UL 3111의 모든 사양을 충족시켜 UL 항목을 취득해야 합니다.

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설비 범주 (Installation Category)

IEC는 순간 전압을 해결하기 위해 설비 범주 (Installation Category 또는Over-Voltage Category라고 언급되기도 함) 용어를 정의하였습니다. 순간 전압으로 작동할 때 각 범주에 해당하는 댐핑 (damping)의 레벨이 있습니다. 이 댐핑은 시스템에 표시되어 있는 순간 전압 (과전압)을 낮춥니다. 전원 플러그에 가까이 이동하거나 고전압 전송 라인에서 멀어질수록 시스템의 댐핑량은 증가합니다.

IEC는 네 개의 범주를 생성하여 과전압 순간 조건이 다른 회로를 분할하였습니다.

설비 범주 IV – 분산 레벨 (송신 라인)

설비 범주 III – 고정형 설비 (퓨즈 판넬)

설비 범주 II – Category III 고정형 설비 시스템의 장비 소모 에너지 (벽의 플러그)

설비 범주 I – 순간 과전압이 설계마다 충분하게 낮은 레벨로 제한

그림 8. 설치 카테고리

참고: 전자 계측기에 대한 절연 및 안전 표준

 

절연이 필요한 일반 어플리케이션

단일 위상 AC 모니터링

120/240 VAC 전력 측정으로 전력 소모를 측정하려면 순간 전압과 전류 값을 기록해야 합니다. 하지만 최종 측정은 순간 전력이 아닌 시간 구간에 걸친 평균 전력이거나 소모된 에너지에 대한 비용 정보일 것입니다. 소프트웨어는 전압 및 전류 측정을 수행하여 전력 측정을 수행하거나 다른 분석을 수행할 수 있습니다. 고전압 측정을 수행하려면 전압 감쇠기를 이용하여 신호 범위를 측정 디바이스의 입력 범위로 조정해야 합니다. 전류 측정은 정밀 저항기가 필요합니다. 저항기의 전압 강하가 측정되고 옴의 법칙인 (I = V/R)에 따라 전류 값을 생성합니다.

 

퓨어셀 측정

퓨어셀 테스트 시스템은 데이터 수집 시스템에 의해 비가공 신호가 디지털화되기 전에 신호 컨디셔닝이 필요한 다양한 측정을 수행합니다. 퓨어셀 스택의 테스트에 중요한 기능은 절연입니다. 각 개별 셀은 약 1V를 생성하며 셀의 스택은 몇 kV를 생성할 수 있습니다. 대량 퓨어셀 스택 중 하나의 1V 셀 전압을 정확히 측정하려면 대규모 공통 범위와 높은 동상제거비가 필요합니다. 인접한 셀은 비슷한 공통 전압을 가지고 있기 때문에 뱅크 절연을 수용할 수도 있습니다.

 

높은 공통 열전쌍 측정

일부 열전쌍 측정은 높은 공통 전압과 관련 있습니다. 일반적인 어플리케이션에는 열전쌍이 모터에 부착된 상태에서 온도 측정 또는 전도성 코일에서 온도 소멸 기능 측정이 포함되어 있습니다. 본 경우에 공통 전압의 몇 볼트로 작은 밀리볼트 변화의 측정을 시도할 것입니다. 따라서 좋은 공통 제거 사양으로 절연된 측정 시스템을 사용하는 것이 중요합니다.

 

시리얼 통신

거친 환경에 내재되어 있는 방해로부터 벗어나도록 장비를 설계할 때 염두 해야 할 점은 안정성입니다. POS 네트워크, ATM, CNC-기반 생산 라인과 같은 상업 및 산업용 어플리케이션은 전압 스파이크와 소음에 수용 가능합니다. 절연은 컨트롤 시스템에 피해를 줄 가능성을 줄여주며 시스템이 동작을 유지할 수 있도록 합니다. 절연이 필요할 수 있는 기타 어플리케이션은 산업용 프로세스 컨트롤, 공장 자동화, 시리얼 네트워킹 디바이스, 고속 모뎀, 모니터링 장비, 장거리 통신 디바이스입니다.

 

내쇼날인스트루먼트 절연 제품

NI는 측정 및 자동화 어플리케이션에 절연을 제공하는 여러 제품을 제공합니다. 제품군에는 SCXI, SCC, FieldPoint 제품 라인이 있으며 고전압 릴레이, 스위치, DMM도 포함됩니다. NI가 제작한 대부분의 절연 제품들은 IEC 1010-1과 UL 3111-1이 정한 표준에 속해있어 측정, 컨트롤, 연구실 사용을 위한 표준을 해결합니다.

 

고전압 측정 및 절연을 위한 SCXI

SCXI (Signal Conditioning eXtensions for Instrumentation)는 PC 기반 계측 어플리케이션을 위한 신호 컨디셔닝 및 DAQ 시스템입니다. SCXI 시스템은 신호 컨디셔닝 입력 및 출력 모듈 조합으로 이루어진 보호된 섀시로 구성되며 다양한 신호 컨디셔닝 기능을 수행합니다. 여러 다른 유형의 센서와 신호를 SCXI 모듈에 직접 연결할 수도 있습니다. SCXI 시스템은 PC 연결 또는 PCMCIA DAQ 디바이스를 위한 프런트 엔드 신호 컨디셔닝 시스템으로 작동합니다.

그림 9. SCXI 신호 컨디셔닝 및 데이터 수집 시스템

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SCXI-1125는 8-채널 절연된 아날로그 입력 모듈입니다. SCXI-1125는 두 배 절연된 Category II로서 CE 입증 채널과 채널-대-접지간의 300 Vrms 동작 절연을 제공합니다. 또한 이 모듈은 각 아날로그 입력 채널상에 프로그래밍 가능한 게인과 저대역 필터링이 있어 TBX-1316 터미널 블록을 이용하면 입력 범위를 1,000 VDC까지 확장할 수 있습니다. 이 아키텍처는 밀리볼트 소스, 볼트 소스 0~20 mA와 열전쌍의 증폭과 절연에 이상적입니다.

SCXI-1121과 SCXI-1122는 절연이 필요한 다양한 센서와 신호 입력을 위해 제작되었습니다. SCXI-1121은 독립적으로 구성가능한 절연 증폭기, 필터, 각 채널을 위한 여기 소스를 제공합나다. SCXI-1122는 단일 절연 증폭기, 필터, 모든 채널을 위한 여기 소스를 갖춘 멀티플렉스 모듈입니다. 두 모듈은 250 Vrms 동작 절연을 제공하며 스트레인, RTD, 열전쌍, 밀리볼트, 볼트, 0~20 mA 전류 입력 신호를 지원합니다.

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SCC 절연 제품

내쇼날인스트루먼트 SCC는 휴대성의 모듈형 신호 컨디셔닝 시스템으로서 M 시리즈, E 시리즈, 저가형 DAQ 디바이스를 위해 제작되었습니다. SCC 제품은 다양한 아날로그 입력과 디지털 I/O 신호를 컨디셔닝합니다. 이 모듈 설계를 이용하여 채널당 기반의 컨디셔닝을 선택합니다.

그림 10. SCC 신호 컨디셔닝

SCC-A10은 듀얼-채널 모듈로서 입력 전압 소스를 최고 100V까지 수용합니다. SCC-A10의 각 채널은 10x 감쇠 회로와 DAQ 디바이스의 최대 스캐닝 속도를 위한 낮은 임피던스 출력을 갖춘 차동 계측을 포함합니다. 감쇠 회로에는 높은 임피던스 바이어스 저항기가 포함되어 있어 유동 또는 접지 참조 입력을 외부 바이어스 저항기 추가 없이 SCC-A10에 연결할 수 있습니다. 또한 SCC-A10은 DAQ 시스템의 과전압 보호 (최대 250 Vrms)를 제공합니다. SCC-AI 아날로그 입력 모듈은 300 V의 Category II 절연을 제공합니다. 각 모듈은 저대역 필터링과 ±50 mV ~ ±42 입력을 제공합니다.

 

플러그인 절연 제품

NI 산업용 M 시리즈와 SC 시리즈 PCI 및 PXI DAQ 디바이스는 고정밀 절연 측정을 위해 제작되었습니다. 특수 터미널 블록은 간단히 외부 신호에 연결이 가능합니다.

그림 11. PCI 산업용 M 시리즈 DAQ

NI PCI-6230과 같은 산업용 M 시리즈 디바이스는 60 VDC 연속 뱅크 절연 아날로그 입력, 아날로그 출력, 5V TTL 디지털 I/O, 2개의 카운터/타이머를 제공합니다. 8개의 아날로그 입력은 +/- 10V 범위, 16-비트 분해능, 250kS/s의 최대 집적 샘플링 속도를 가지고 있습니다. 또한 이 디바이스들은 NI-MCal 교정 기술, 향상된 내부 신호 라우팅, 여러 디바이스 동기화를 위한 RTSI 케이블 지원과 같은 기본 M 시리즈 기능을 이용할 수 있습니다.

그림 12. PXI 절연된 SC 시리즈 DAQ

SC 시리즈 PXI-4224는 60 VDC 지속 채널-대-채널 절연을 8개의 아날로그 입력에 제공합니다. 이 제품은 +/-10V 입력 범위, 16-비트 분해능, 채널당 30kHz의 대역폭을 갖춘 200kS/s의 최대 집적 샘플링 속도를 가지고 있습니다.

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C 시리즈 절연 제품

내쇼날인스트루먼트는 다양한 플랫폼을 위한 C 시리즈 I/O 모듈과 PC, 산업용 PXI, 임베디드 컨트롤러와 연결을 위한 옵션을 제공합니다. 여러 모듈들은 USB 캐리어, PC용 CompactDAQ 섀시 또는 NI-DAQmx 드라이버를 이용한 PXI 컨트롤 작동과 호환됩니다. 또한 C 시리즈 모듈은 재구성가능한 컨트롤 및 수집 시스템을 위한 NI CompactRIO 섀시에서도 사용할 수 있습니다. 이 같은 여러 모듈들은 컨트롤러의 디지털 통신 라인과 절연되어 있으며 일부는 고전압 절연에 특화되어 있습니다.

그림 13. C 시리즈 절연된 DAQ

 

NI 9206은 16-채널, 뱅크 절연된 아날로그 입력 모듈로서 600VDC (US) 채널-대-접지 절연을 갖추고 있습니다. 이 모듈은 16비트 정밀도의 +/- 10V 입력 전압 범위와 250 kS/s의 최대 집적 샘플링 속도를 가지고 있습니다.

 

고전압 측정을 위한 FieldPoint

NI FieldPoint와 Compact FieldPoint는 모듈형 임베디드 컨트롤 및 분산 I/O 시스템으로서 쉬운 설치와 구성을 갖춘 산업 등급의 하드웨어가 필요한 측정, 컨트롤 및 데이터 로깅 어플리케이션에 적합합니다. FieldPoint와 Compact FieldPoint는 센서와 액추에이어터에 직접 연결을 위해 신호 컨디셔닝이 내장되어 있습니다. 모듈들은 열전쌍, RTD, 스트레인 게이지, 4-20m A 신호, 고전압 소스, 기타 여러 신호에 연결이 가능합니다. FieldPoint와 Compact FieldPoint 제품은 NI LabVIEW Real-Time을 전용 임베디드 프로세서에서 실행하고 다양한 산업용 버스 (이더넷, 시리얼 CAN, Foundation Fieldbus)를 통해 PC에 연결하여 임베디드 컨트롤을 지원합니다. Compact FieldPoint 제품은 전자기 노이즈, 폭넓은 온도 범위, 강한 충격과 진동이 있는 거친 환경에서 작동하도록 제작되었습니다.

 

FieldPoint와 CompactPoint 제품 라인은 고전압 신호를 측정하고 스위칭할 수 있습니다. 모든 모듈들은 250 V 동작 절연과 2300 V 순간 과전압 보호를 갖춘 백플레인과 절연되어 있습니다. cFP-AI-102는 12-비트 아날로그 입력 모듈로서 +/- 120 VDC를 측정할 수 있습니다. cFP-DI-330은 최고 250 V AC 또는 DC용 디지털 입력 모듈이며 cFP-RLY-420과 FP-RLY-422은 릴레이 모듈로서 최고 250 VAC와 120 VDC를 스위칭할 수 있습니다.

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그림 14. Compact FieldPoint 산업용 컨트롤 및 측정

 

절연된 RS232 및 RS485 시리얼 통신

NI는 안전을 위해 최고 2000 V의 광학 절연이 가능한 PCI, PXI, AT 시리얼 하드웨어를 제공합니다. 절연된 포트는 다른 접지 레벨이나 노이즈가 있는 환경의 라인에서 유도되는 높은 공통 전압의 접지 루프가 내재된 상황에서 안정적인 통신을 제공합니다. 각 통신 포트와 호스트 PC간의 절연은 갑작스런 고전압이나 통신 라인의 라인 서지 동안에도 동일한 보드의 다른 포트에 연결된 PC와 디바이스의 안정적 운영을 보장합니다.

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​그림 16. 절연된 시리얼 인터페이스

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