描述
NI PCI-4451
技术规格 总线类型：标准 PCI 总线 模拟输入通道：2 路同步采样模拟输入 ADC 分辨率：24 位 最大采样率：102.4kS/s 每通道 输入电压量程：±10V 动态范围：114dB 耦合方式：软件切换 AC 耦合 / DC 耦合 IEPE 激励：软件开启 4mA 恒流 IEPE 传感器供电 抗混叠滤波器：内置模拟低通抗混叠滤波器，截止频率 45kHz 通道串扰：小于 – 90dB 触发模式：软件触发、数字边沿外部触发 板卡供电：PCI 插槽供电 工作温度：0℃ ~ +55℃ 储存温度：-40℃ ~ +85℃ 相对湿度：5%~90% 无凝露 安装形式：工控计算机 PCI 插槽板卡 连接器类型：BNC 接口 驱动：NI-DAQmx 驱动，兼容 LabVIEW 开发环境
功能特点 2 通道同步 24 位高精度模数转换，双通道同步采集，相位同步性优异。 内置 IEPE 恒流激励电源，直接驱动压电加速度传感器、声学麦克风，无需外部信号调理器。 软件切换 AC/DC 耦合，AC 耦合适合振动、交流噪声信号采集，DC 耦合适合带直流偏置的模拟信号。 内置模拟抗混叠滤波器，抑制高于奈奎斯特频率的高频噪声，防止信号混叠失真。 超高动态范围，捕捉微弱振动信号同时容纳大幅值冲击信号。 硬件 FIFO 缓存，连续长时间采集不会丢失采样数据。 BNC 屏蔽接口，适配传感器同轴屏蔽线缆，降低外部电磁干扰。 支持多块 NI 动态采集板卡同步，使用 RTSI 同步总线实现多通道同步测量。 配套 NI-DAQmx 驱动与 LabVIEW，快速开发振动、声学测量程序。 硬件自检，上电检测 ADC、时钟、IEPE 电路故障。
应用场景 电机与轴承振动监测，汽车零部件噪声振动 NVH 测试，机械设备模态分析，建筑结构振动测试，声学噪音测量，风机、压缩机振动故障诊断。
性能参数 双通道同步采样，通道间相位误差极小。 24 位 ADC 采集噪声底极低，微弱振动信号分辨能力强。 IEPE 恒流激励输出稳定，传感器供电波动极小。 抗混叠滤波效果稳定，有效消除高频混叠噪声。 连续长时间采集，数据流传输稳定，无丢点。 多卡 RTSI 同步，多板卡采集时序一致性高。 工业测试环境下，BNC 屏蔽接口抗干扰能力强。
材质构成 PCB 基板：多层 FR4 玻纤环氧印制电路板。 核心元器件：24 位 Σ-Δ ADC 芯片，IEPE 恒流激励电路，模拟抗混叠滤波电路，FPGA 逻辑芯片，PCI 桥接芯片，RTSI 同步总线电路，板载高精度晶振。 挡板：金属钢制机箱挡板，BNC 同轴连接器开孔。 连接器：BNC 金属屏蔽同轴接头。 固定配件：金属挡板固定螺丝。
结构特征 标准全高 PCI 板卡，适配工控计算机 PCI 插槽。 金属挡板上布置 2 路 BNC 同轴屏蔽接口，用于接入传感器同轴电缆。 电路板分为 PCI 主机接口区域、FPGA 逻辑区域、2 通道模拟信号调理与 ADC 采集区域、RTSI 同步总线区域。 模拟信号采用差分屏蔽布线，隔离数字电路噪声，保证微弱振动信号采集精度。 金属挡板和工控机机箱壳体连接，形成电磁屏蔽，抑制外部射频与电磁干扰。
工作原理 板卡插入 PCI 插槽，由 PCI 总线供电，操作系统加载 NI-DAQmx 驱动。上位 LabVIEW 软件配置采样率、AC/DC 耦合、IEPE 激励开启与关闭、触发模式。压电加速度传感器或麦克风的同轴电缆接入 BNC 接口，开启 IEPE 后板卡输出 4mA 恒流激励给传感器。传感器输出的微弱模拟信号送入模拟抗混叠滤波器，滤除高频干扰，送入 24 位 Σ-Δ ADC 芯片，转换为高精度数字采样数据。FPGA 芯片管理采样时序，将采样数据存入硬件 FIFO 缓存，通过 PCI 总线持续上传至上位计算机内存。支持外部数字触发启动采集，多块板卡通过 RTSI 同步总线共享采样时钟，实现多卡同步采集。板卡上电自检硬件电路，故障信息上报 NI-DAQmx 驱动。
安装要求 工业计算机完全断电，释放人体静电，将 PCI-4451 板卡插入 PCI 插槽，拧紧金属挡板螺丝。 IEPE 加速度传感器或麦克风使用 50Ω 同轴屏蔽电缆接入 BNC 接口。 电脑开机，安装 NI-DAQmx 驱动软件与 LabVIEW 开发环境。 工控机机箱可靠接地，金属挡板与机箱壳体保持良好接触。 传感器同轴电缆远离变频器、电机动力电缆，单独敷设。 在 LabVIEW 中创建采集任务，配置 IEPE 激励、采样率、触发模式，启动采集，验证振动信号采集。
使用注意事项 板卡安装操作释放人体静电，静电损坏高精度 ADC 芯片。 IEPE 激励开启时，BNC 端口输出恒流电源，不可短路 BNC 接口。 同轴 BNC 电缆端面保持清洁，接头松动会引入噪声，造成采集波形异常。 采集振动噪声信号优先使用 AC 耦合模式。 修改采集任务前保存 LabVIEW 项目文件。 不可超出额定温湿度范围运行板卡。 采集波形异常优先检查传感器、BNC 线缆，再排查板卡硬件。
