測量技術(shù)人員都熟悉這樣的場(chǎng)景：有三位同事需要通過(guò)數據采集測量通道來(lái)執行不同的測量任務(wù)，而明天會(huì )面臨需要測量通道來(lái)完成更大測量任務(wù)的挑戰。通過(guò)多個(gè)數據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(shí)，可使用經(jīng)典的多通道測量系統作為既定方案。當有時(shí)需要多通道測量，有時(shí)需要少量通道測量，且可以同時(shí)完成不同的測量任務(wù)時(shí)，就需要更高的系統靈活性。你可以通過(guò)購買(mǎi)幾個(gè)相同的數據采集系統來(lái)實(shí)現，但成本高昂，該解決方案基本上滿(mǎn)足不了靈活性使用的應用情況。其他制造商價(jià)格相對低廉的替代方案除了測量結果可能不準確外，其劣勢在于用戶(hù)首先熟悉操作原理，更不要說(shuō)系統安裝和不熟悉制造商特定的軟件帶來(lái)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(wù)，那么這將顯著(zhù)提率并節省采購成本。將智能化的單個(gè)設備都組合在一起是提率和節省成本的基礎。

通過(guò)精密時(shí)間協(xié)議（PTP）同步的系統解決方案

采集測量信號時(shí)，將測量信號同步非常重要，否則測試結果可能會(huì )出錯。大體上，可通過(guò)兩種方式同步。傳統方案：將帶有系統時(shí)鐘的獨立線(xiàn)路運行在每個(gè)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(gè)設備裝備精密時(shí)鐘并周期性同步。

PTP根據IEEE 1588-2008標準（相當于PTP V2）闡述了不借助輔助電纜調整本地網(wǎng)絡(luò )組件時(shí)鐘，使其達到亞微秒級精度的復雜方法。如果現在提供的測量值具有準確的時(shí)間標識，多種設備的數據可以在上級計算機上匯總，通過(guò)時(shí)間戳及時(shí)顯示。

什么是精密時(shí)間協(xié)議（PTP）？

精密時(shí)間協(xié)議（PTP）的優(yōu)點(diǎn)是用戶(hù)不必再擔心同步問(wèn)題。設備自行通過(guò)普通網(wǎng)線(xiàn)同步。只是拓撲結構符合PTP要求。因此，各個(gè)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據包始終以相同的速度發(fā)送。

PTP能識別兩種時(shí)鐘類(lèi)型：主機和從機。從機分別與相應的主機同步。根據“佳主機時(shí)鐘算法”（BMC）自動(dòng)確定設備組合中的時(shí)鐘。從選擇的“高主機”開(kāi)始同步，然后同步下一個(gè)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(shí)重新校準時(shí)鐘。

火箭推進(jìn)試驗臺示例：PTP同步型LabAmp，型號5167A和516，用于6個(gè)組件的力測量以及與燃燒室內燃燒不穩定性相關(guān)的3次壓力波動(dòng)測量。

在實(shí)踐中運用精密時(shí)間協(xié)議（PTP）– 搭配kistler設備的應用示例

PTP實(shí)施過(guò)程中呈現出了質(zhì)量差異。越靠近信號的實(shí)際數字化時(shí)間實(shí)施PTP，同步就越。因此，對于kistler的KiDAQ設備和LabAmp設備來(lái)說(shuō)，數字化后的測量值可立即在模擬/數字轉換器后的現場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）中獲取時(shí)間戳。從而可以實(shí)現亞微秒級的精度。

同步測量時(shí)，可以靈活地組合使用數個(gè)KiDAQ和LabAmp數據采集設備。以此提供一個(gè)可任意擴展的靈活測量系統，該系統不存在擴展限制。例如，壓電加速度傳感器的高動(dòng)態(tài)信號可以通過(guò) LabAmp 516獲取并結合溫度、電壓和連接在KiDAQ數據采集系統上的壓阻式壓力信號 同步。此時(shí)連接設備的數量并不重要。由于各種KiDAQ采集模塊的種類(lèi)豐富，所以實(shí)際上沒(méi)有不能覆蓋的傳感器類(lèi)型。

從軟件方面來(lái)說(shuō)，KiStudio Lab著(zhù)眼未來(lái)。在這里測試配置、測量和數據分析都十分快速、簡(jiǎn)單、直觀(guān)。隨著(zhù)時(shí)間的推移，基于網(wǎng)絡(luò )的測量軟件也可以接管各種kistler現有軟件工具的功能并不斷擴展新功能。

結論

通過(guò)精密時(shí)間協(xié)議（PTP），kistler的各個(gè)KiDAQ和LabAmp數據采集設備可以方便且經(jīng)濟地組合成一個(gè)更大的數據采集系統，無(wú)需額外的同步線(xiàn)路。系統自動(dòng)在后臺高精度同步，并便捷地調取采集的數據。