Analog Input 측정 최소 단위 계산하는 법 & 실제 계산 방법

1. 기본적인 계산 방법 (NI 9205)

9205에서는 4가지 Range(10v, 5v, 1v, 0.2v)를 설정 할 수 있고 ADC Resolution은 16bit이다.

 

Range와 Resolution만 알면 측정 최소 단위가 계산이 가능한데, 하단의 공식으로 계산이 가능하다. 

예를 들어, 5v Range의 측정 최소 단위를 계산 하면, 하단의 값이 나오게 된다.

각각의 Range에 따라서 16bit 최소 측정 범위가 달라지므로 유의하자.

 

하지만 해당 장비는미세하게 측정 Range와 최소 측정 범위가 미세하게 다르다. 

 

2. 실제 측정 범위

실제 최소 측정 단위(LSB)는 미세하게 차이난다. 5v Range에서 비교해보면 12uV정도 차이나는 걸 볼수 있으며,

Range를 계산해보아도 실제 측정 범위가 다르게 나오는 것을 알 수 있다.

 

그래서 DAQ로 Range를 초과해도 어느정도 측정이 가능 한 이유이다.

 

* 장비마다 모두 같은 LSB가 적용이 되지 않고, 각 HW의 ADC Gain 및 Offset에 따라 바뀌므로 각 HW마다 차이가 발생한다. 

* ADC Range가 크다 하더라도, HW에서 측정할 수 있는 범위는 다르다.

  실제로 adc의 10v Range의 lsb는 10.7v까지 측정 가능하나, 10.7v를 넣으면 MAX나 LV에서는 더 낮게 측정된다. (Satuation)

* 측정을 제외하고 HW에서 받을 수 있는 MAX Volt를 보자면 Protection을 참고해보자.

2-1. Resolution이 같은 장비에 따라 측정 노이즈가 다른 이유.

위에서 말한 것과 같이 ADC의 Gain에 따라 LSB가 달라지기 때문에 측정 값이 증폭이 될 수 있다.

 

3. Program

Windows나 RealTime에서는 ADC bits를 받아서 프로그래밍을 할 수 없다.

 

FPGA단계에서 직접 프로그래밍이 가능한데 예제에서 9205를 검색하면, NI 9205 Lineariztion Coeffients 예제를 참고하자.

FPGA 코드에서 LSB Weight 및 Offset을 확인 후, 측정된 비트값과 함께 Realtime으로 전송한다.

 

RealTime 코드에서 계산을 하여 측정된 Voltage값을 디스플레이하는 예제이므로, 확인하면 쉽게 이해가 될 것이다.