USB-6001でアナログ信号を取得した際の問題点

[Murata]

USB-6001でアナログ信号を取得した際の問題点について質問させていただきます。

現在、USB-6001を用いてアナログ信号を２つ取得してそれをグラフに表示させようとしています。chはch1とch2を使っています。このとき以下のような問題があるのですが原因はどのようなことだと考えられますでしょうか。よろしくお願い致します。

問題点

・添付されてあるファイルのようにグラフ（時間領域）が時間０のとき振幅が0になるように収束する

・片方ずつ（chが1つ）取得するときは問題なし

[SuuuSan]

こんにちは

USB-6001のアナログ入力はシングルエンド接続で８チャネル、差動接続で４チャネル持っています。

提示されたviを拝見しましたところ、DAQアシスタントでアナログ電圧を読み込み時間領域２グラフに表示されていて、サンプリングレート10KHz、サンプル数5000点なので約500msecでグラフ更新されていると思われます。

ここで、DAQアシスタントをダブルクリックすると設定のプロパティがみられると思いますが、構成タブにある端子構成が差動となっています。
つまり、USB-6001(多分Dev1という名前になっているとおもいます）は差動接続で最大４チャネルのADC設定になっています

さらに、DAQアシスタントの接続ダイアグラムタブを見てください。差動入力設定時の各チャネルの信号接続方法が出てきます。現在の電気接続はこれと合っていますでしょうか？

このADCの入力インピーダンスは1GΩと非常に高いので、ちゃんと接続されていなくても何となくらしい波形に見えちゃったりすることがあります。いわゆる接続が浮いていて、他のチャネルの信号がクロストークで見えてしまうような感じ。

なんとなくですがつなぎ方に間違いがあるような気がします。

モニタしたいアナログ電圧出力のグランドが二つとも共通ならば、6001のそれぞれの-CH（マイナス端子）は一緒ににしてグランドをつまんでください。

[Murata]

早速のご返信ありがとうございます。また、返信が遅れて申し訳ありません。

早速ですが、つなぎ方について確認したところ問題ありませんでした。

しかし、集録モードを「Nサンプル」から「連続サンプル」にしたところ、この問題については解決しました。

ここで新たな問題として以下に記述させていただきます。

問題点

１．集録モードを「Nサンプル」から「連続サンプル」に変えると問題が解決できた理由

２．連続サンプルモードにした時のグラフの挙動について（添付されたファイル参照）

　　測定開始直後はグラフが０に収束しているが、それ以降は問題なし

　　

この2つについて、ご教授いただければ幸いです。

度重なる質問となりますがよろしくお願いいたします。

[SuuuSan]

長文失礼します。

Nサンプルから連続サンプルにした時の違いは、Murataさんが作ったVIで動かした場合、強引に表現すると、、
〇Nサンプル時：ループごとにADCの初期化、設定、N点収集
〇連続サンプル時：初回のループだけADCの初期化、設定、以降のループでN点収集
このようなイメージになります。

ゼロに収束については、やっぱり接続がおかしい気がしてなりません（間違っていたらホントごめんなさいなのですが）
上の説明にもありますように初期化ごとにADCの入力が初期化設定されるため接続がうまくされていないための症状に見えてしまいます。（たいてい、こんな感じの現象が出た時はいつも回路を疑ってきました）

今一度以下の方法で確認してみてください。

〇MAXのテストパネルから確認
MAXを起動→左側のデバイスとインタフェースを展開→多分Dev1という名前のUSB-6001を選択
→画面上のテストパネルをクリック→テストパネルが開くのでアナログ入力タブを選択

チャネル名にデバイスのアナログ入力端子をプルダウンで選択
モードは有限、入力構成は差動、電圧入力範囲をデフォルトのまま、レートとサンプル数を任意に決めて「開始」ボタン

開始ごとに波形が取れます。これでも同じ症状になるなら、接続に問題がある可能性があります。

[J.H.Watson]

SuuuSanの見解に一票(^^;)/
信号が正しく取り込めていないと思います。

USB-6001への接続が合っているとして、信号源は何ですか？
フローティングまたはACカップリングされていませんか？
シングルエンド接続でDAQの構成をRSEにして、正しく録れるか試してみてください。
ACカップリングの場合はAIxにバイアス抵抗（AIGNDとの間を数百kΩの抵抗でつなぐ）を付ける必要もあります。

差動入力の場合、＋入力、－入力ともAIGNDを基準に電位が測れるように接続する必要があります（DAQの入力アンプが＋電位から－電位を引き算します）。
差動入力でフローティング信号源のときは使用する全てのAIxにバイアス抵抗を付けます。

参考文献は：

https://www.ni.com/ja-jp/support/documentation/supplemental/06/field-wiring-and-noise-considerations...

[Murata]

ご返信ありがとうございます。

Labviewについて初心者の私に何度もおしえてくださり、誠にありがとうございます。

さて、実際に提示された方法で確認した結果を添付しています（test_NI）。添付したファイルのとおりch1,ch2は特に問題がありませんでした。また、この時、問題点（疑問点？）があります。以下に新しい問題点を記述させていただきます。

＜実際に提示された方法で確認したとき＞

・信号を取得してないチャンネル（今回の場合ch0）が０に収束

・信号を取得しているチャンネル（ch1,ch2）は問題なし

また、接続方法に問題があるのではないかということですが、自分ではどこかが間違っているのかわりませんでした。ですので、添付したファイル（PDF）にてブレッドボードの写真とそれの省略図を貼っております。お手数おかけしますが、ご確認よろしくお願いします。

必要な情報があれば何なりとご連絡お願いします。

よろしくお願いします。

追記；申し訳ありません、送るブレッドボードのファイルを間違っていました。本物はブレッドボードpptxの方です。。。

[Murata]

ご返信ありがとうございます。

信号源については非接触センサ（信号値：１．６V/mm、動作電圧：１２）と、振動センサモジュール（VCC:動作電圧５V）を用いております。ですのでフローティングまたはACカップリングはしていないと考えています。また、接続方法については添付したファイル（ＰＤＦ）にて詳しく書いています。ご確認お願いします。

また、

シングルエンド接続でDAQの構成をRSEにして、正しく録れるか試してみてください。

ということなので、実際に確認した結果を添付させていただきました。添付したファイルにあるとおり片方のチャンネルだけ0に収束しています。このような状態の場合、やはり接続方法が間違っているのでしょうか。間違っていた場合、どこをどのようにすればよいのかご教授お願いします。

必要な情報があれば何なりとご連絡お願いします。

よろしくお願いします

追記；申し訳ありません、送る接続方法のファイルを間違っていました。本物はブレッドボード.pptxの方です。

[SuuuSan]

少し問題を切り分けましょう。

〇信号源をオシロで見る
信号源をオシロで見てください。期待した信号波形を得られますでしょうか？

〇既知の信号波形をDAQで見る
既知の信号源、たとえば発信器などをDAQに接続して期待した信号波形が得られるでしょうか？チャネルごとに確認するのが重要です。いきなり全チャネルに同じ信号をいれて確認しないように。できれば未接続チャネルの端子間は短絡しておくといいです。短絡しているにも関わらずふらふらすれば接続先がDAQ設定に合っていない。

どちらも期待した波形であるにも関わらずセンサーとDAQを接続すると問題が起こるならば回路に問題があります。

一見遠回りのように見えますが、いきなりトータルでデバッグするのではなく一つずつ問題がないことをつぶしていくのがよいと思います。

MAXでもちゃんと読めていないようなので、やっぱり接続回路の不具合説が濃厚ぽいです

[J.H.Watson]

解放しているチャンネルはそんなもんです。

非接触センサは問題ないですね（そんな距離がふわふわしてていいのかは別として）。

振動センサの立ち上がり挙動がおかしいです。

振動センサは何ですか？

メーカーと型番、不明なら載っているチップ。また仕様をWebで調べることはできますか？

負荷抵抗を付ける必要とかはないですか？

[Murata]

ご返信ありがとうございます。

　提示された方法で確認しました。その結果を添付ファイルにてまとめてあります。ファイルを見たらわかると思いますが、やはりチャンネル１つずつだと大丈夫で、取得チャンネルを２つにするとダメなようです。回路に問題があるようです。

　なので、振動センサモジュールの仕様書を見たのですが、特に回路図に組み込むときに注意するようなことは書いてありませんでした。また、回路を色々いじってみたのですが、解決に至っておりません。以下に振動センサモジュールと非接触センサの仕様書のリンクを貼ります。

振動センサモジュール：

製品名　振動センサーモジュール 高感度 振動スイッチ 5.0V DC AD/DO 圧電振動 タッピ　　　ングセンサー モジュール 振動スイッチ アラームセンサーモジュール 電子DIYキット

https://www.amazon.co.jp/%E6%8C%AF%E5%8B%95%E3%82%BB%E3%83%B3%E3%82%B5%E3%83%BC%E3%83%A2%E3%82%B8%E3... 

非接触センサ：

Z4D-F ローコスト短距離変位センサ/定格/性能 | オムロン制御機器

よろしくお願いいたします。