NI SCXI-1000 机架

NI SCXI-1000 机架是美国国家仪器公司（National Instruments, NI）推出的SCXI（Signal Conditioning eXtensions for Instrumentation）系列中的一款经典机箱，主要用于信号调理、数据采集与分布式测试测量系统。以下是详细介绍：

 

一、产品概述

• 型号：SCXI-1000
• 品牌：NI（National Instruments，现隶属Emerson自动化解决方案的一部分）
• 系列：SCXI（1990年代至2000年代初主流产品，后逐步被CompactDAQ、PXI等替代）
• 类型：
  • 12槽机箱：支持安装SCXI信号调理模块（如模拟输入、数字I/O、开关矩阵等）。
  • 机架式设计：标准19英寸机架安装，高度为3U（约13.3厘米）。
• 应用场景：
  • 实验室测试：传感器信号调理（如应变、温度、压力、加速度）。
  • 工业自动化：数据采集与监控（SCADA）系统的前端信号处理。
  • 航空航天/汽车测试：多通道信号同步采集与调理。

二、核心功能与技术特点

1. 模块化设计

• 12个插槽：可混合安装不同功能的SCXI模块（如SCXI-1102模拟输入、SCXI-1125频率输入、SCXI-1160数字I/O等）。
• 热插拔支持：部分模块支持带电插拔（需确认模块规格），便于维护。
• 背板通信：
  • 通过并行总线与主机（如PC、PXI控制器）通信，传输速率可达10-20 MB/s（取决于主机接口）。
  • 支持SCXI-1349终端模块，实现多机箱级联（扩展至数百通道）。

2. 信号调理能力

• 模拟信号处理：
  • 放大：增益可调（1-1000倍），适配不同量程传感器。
  • 滤波：内置低通滤波器（截止频率可调），抑制高频噪声。
  • 隔离：部分模块提供通道间或通道与地隔离（如SCXI-1120隔离电压输入）。
• 数字信号处理：
  • 支持TTL/CMOS电平转换，兼容工业设备（如PLC、传感器）。
  • 提供光耦隔离，保护主机免受电气干扰。
• 特殊信号支持：
  • 热电偶冷端补偿（如SCXI-1102模块）。
  • 应变桥路激励（如SCXI-1121模块）。

3. 电源与散热

• 电源配置：
  • 内置200W冗余电源（部分型号支持双电源输入），确保系统稳定运行。
  • 输入电压：100-240 V AC（50/60 Hz），自动切换。
• 散热设计：
  • 前部进风、后部排风，强制风冷（内置2个40mm风扇）。
  • 工作温度：0-50°C（非冷凝环境）。

4. 同步与触发

• 多机箱同步：通过SCXI-1349终端模块和外部触发信号，实现多机箱数据同步采集（时间精度±1μs）。
• 触发输入/输出：支持外部触发（如TTL脉冲）启动采集，或输出触发信号控制其他设备。

5. 软件兼容性

• 驱动支持：
  • NI-DAQmx：NI官方驱动，兼容LabVIEW、LabWindows/CVI、C/C++、Python等开发环境。
  • 传统驱动：支持Legacy NI-DAQ（适用于旧版软件）。
• 操作系统：Windows XP/7/10（32/64位），Linux（部分功能受限）。

三、技术规格

参数	详情
插槽数量	12个（兼容SCXI系列模块）
机箱尺寸	19英寸机架式，3U高度（13.3 cm × 48.3 cm × 30 cm）
重量	约8.5 kg（空机箱）
电源	200W冗余电源，100-240 V AC输入
冷却方式	强制风冷（2×40mm风扇，转速可调）
工作温度	0-50°C（非冷凝）
存储温度	-20-70°C
湿度	5-95% RH（非冷凝）
振动	符合IEC 60068-2-6（5-500Hz，2g峰值）
冲击	符合IEC 60068-2-27（30g，11ms半正弦波）

四、典型应用场景

1. 结构测试
   • 连接应变片、加速度计，采集桥梁/建筑振动数据。
   • 使用SCXI-1121模块提供桥路激励，SCXI-1102模块调理信号。
2. 温度监测
   • 连接热电偶（K型、J型）或RTD，监控工业炉温分布。
   • SCXI-1102模块自动完成冷端补偿和线性化处理。
3. 多通道数据采集
   • 在汽车测试中同步采集压力、流量、位移等信号。
   • 通过SCXI-1349终端模块级联多个机箱，扩展至96通道。
4. 工业自动化
   • 调理PLC输出的4-20mA信号，供SCADA系统分析。
   • 使用SCXI-1160数字I/O模块控制电磁阀或指示灯。

五、配置与使用指南

1. 硬件安装

• 将机箱安装到19英寸机架中，确保前后留有至少10cm通风空间。
• 连接电源线（100-240 V AC）和接地线（确保接地电阻<1Ω）。
• 插入SCXI模块：
  • 对齐插槽导向键，均匀用力推入至卡扣锁定。
  • 若需热插拔，先通过软件卸载模块驱动。

2. 软件配置

• 安装NI-DAQmx驱动（从NI官网下载最新版本）。
• 使用Measurement & Automation Explorer (MAX)工具扫描设备，识别已安装模块。
• 配置模块参数：
  • 定义通道类型（如AI、DI）、量程、滤波截止频率。
  • 设置触发源（内部/外部）和同步模式（多机箱同步需配置SCXI-1349）。

3. 编程示例（LabVIEW）

六、优势与局限性

优势

• 模块化灵活扩展：按需选择AI/DI/DO模块，降低成本。
• 高精度信号调理：内置滤波、隔离、放大，简化系统设计。
• 多机箱同步能力：适用于大规模测试场景（如风洞实验）。

局限性

• 并行总线带宽限制：相比现代PXI/CompactDAQ，传输速率较低（最高20 MB/s）。
• 已停产：NI已停止生产SCXI-1000，建议新项目考虑CompactDAQ（cDAQ）或PXI平台。

七、替代方案推荐

需求场景	推荐替代产品	优势
便携式测试	NI cDAQ-9174/9179（USB/Ethernet）	体积小、支持热插拔、兼容最新NI-DAQmx。
高性能同步采集	NI PXIe-1071（PXI Express机箱）	带宽高（GB/s级）、支持多核处理器和FPGA模块。
低成本方案	NI myDAQ（学生/教育用）	价格低、集成常见信号调理功能，适合教学和小型项目。

八、维护与支持

• 备件采购：虽已停产，但部分第三方供应商仍提供翻新或库存SCXI-1000机箱。
• 固件升级：通过NI MAX工具检查并安装最新固件（如存在）。
• 技术支持：联系NI官方技术支持或访问NI论坛获取社区帮助。

如需更详细的技术文档（如用户手册、数据手册），建议访问NI官网存档页面或搜索“SCXI-1000 User Manual”下载PDF文件。