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測量技術人員都熟悉這樣的場景：有三位同事需要通過數(shù)據(jù)采集測量通道來執(zhí)行不同的測量任務，而明天會面臨需要測量通道來完成更大測量任務的挑戰(zhàn)。通過多個數(shù)據(jù)采集設備同步的方法，可以解決這種困境的發(fā)生。那么具體工作原理是什么呢？
當需要完成周期性重復的相同測量時，可使用經(jīng)典的多通道測量系統(tǒng)作為既定方案。當有時需要多通道測量，有時需要少量通道測量，且可以同時完成不同的測量任務時，就需要更高的系統(tǒng)靈活性。你可以通過購買幾個相同的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來實現(xiàn)，但成本高昂，該解決方案基本上滿足不了靈活性使用的應用情況。其他制造商價格相對低廉的替代方案除了測量結(jié)果可能不準確外，其劣勢在于用戶首先熟悉操作原理，更不要說系統(tǒng)安裝和不熟悉制造商特定的軟件帶來的影響。另一方面，如果高質(zhì)量的設備和軟件可以靈活地用于各種測量任務，那么這將顯著提率并節(jié)省采購成本。將智能化的單個設備都組合在一起是提率和節(jié)省成本的基礎。
通過精密時間協(xié)議（PTP）同步的系統(tǒng)解決方案
采集測量信號時，將測量信號同步非常重要，否則測試結(jié)果可能會出錯。大體上，可通過兩種方式同步。傳統(tǒng)方案：將帶有系統(tǒng)時鐘的獨立線路運行在每個設備上，并確保同步記錄相應的測量值（采樣）。另一種方案是為每個設備裝備精密時鐘并周期性同步。
PTP根據(jù)IEEE 1588-2008標準（相當于PTP V2）闡述了不借助輔助電纜調(diào)整本地網(wǎng)絡組件時鐘，使其達到亞微秒級精度的復雜方法。如果現(xiàn)在提供的測量值具有準確的時間標識，多種設備的數(shù)據(jù)可以在上級計算機上匯總，通過時間戳及時顯示。
精密時間協(xié)議（PTP）的優(yōu)點是用戶不必再擔心同步問題。設備自行通過普通網(wǎng)線同步。只是拓撲結(jié)構(gòu)符合PTP要求。因此，各個PTP設備之間不得存在具有PTP功能的交換機，因為它們不能保證數(shù)據(jù)包始終以相同的速度發(fā)送。
PTP能識別兩種時鐘類型：主機和從機。從機分別與相應的主機同步。根據(jù)“佳主機時鐘算法”（BMC）自動確定設備組合中的時鐘。從選擇的“高主機”開始同步，然后同步下一個可能在下一階段作為主機的從機。初始化成功后，定期檢查同步性，并在時重新校準時鐘。
火箭推進試驗臺示例：PTP同步型LabAmp，型號5167A和516，用于6個組件的力測量以及與燃燒室內(nèi)燃燒不穩(wěn)定性相關的3次壓力波動測量。
在實踐中運用精密時間協(xié)議（PTP）– 搭配kistler設備的應用示例
PTP實施過程中呈現(xiàn)出了質(zhì)量差異。越靠近信號的實際數(shù)字化時間實施PTP，同步就越。因此，對于kistler的KiDAQ設備和LabAmp設備來說，數(shù)字化后的測量值可立即在模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器后的現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）中獲取時間戳。從而可以實現(xiàn)亞微秒級的精度。
同步測量時，可以靈活地組合使用數(shù)個KiDAQ和LabAmp數(shù)據(jù)采集設備。以此提供一個可任意擴展的靈活測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)不存在擴展限制。例如，壓電加速度傳感器的高動態(tài)信號可以通過 LabAmp 516獲取并結(jié)合溫度、電壓和連接在KiDAQ數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上的壓阻式壓力信號 同步。此時連接設備的數(shù)量并不重要。由于各種KiDAQ采集模塊的種類豐富，所以實際上沒有不能覆蓋的傳感器類型。
從軟件方面來說，KiStudio Lab著眼未來。在這里測試配置、測量和數(shù)據(jù)分析都十分快速、簡單、直觀。隨著時間的推移，基于網(wǎng)絡的測量軟件也可以接管各種kistler現(xiàn)有軟件工具的功能并不斷擴展新功能。
通過精密時間協(xié)議（PTP），kistler的各個KiDAQ和LabAmp數(shù)據(jù)采集設備可以方便且經(jīng)濟地組合成一個更大的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，無需額外的同步線路。系統(tǒng)自動在后臺高精度同步，并便捷地調(diào)取采集的數(shù)據(jù)。
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