Q.bloxx XL A101 是 Gantner Instruments Q.series 产品家族中的一款通用测量模块，采用模块化DIN导轨安装设计，适用于分布式数据采集场景。该模块提供2个通用模拟输入通道，支持电压、电流、电阻、电位器、RTD（热电阻）、热电偶、应变计（全桥、半桥和四分之一桥配置）以及IEPE传感器等多种信号类型。
与传统的集中式数据采集架构不同，Q.bloxx XL 系列的设计理念是将采集模块就近部署于传感器附近，通过缩短模拟信号传输路径来降低噪声干扰和信号衰减。模块之间通过RS-485现场总线互联，支持LocalBus（最高48 Mbps）和Modbus-RTU/ASCII（最高115.2 kbps）协议
一、硬件架构
1. 模拟输入通道
模块配备2个通用模拟输入通道，每个通道均支持以下测量模式：
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电压：量程 ±60 V、±10 V、±1 V、±100 mV-
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电流：量程 ±25 mA，内置50 Ω分流电阻
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电阻/RTD：支持2线和4线测量，量程100 kΩ、4 kΩ、400 Ω；支持Pt100、Pt1000
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电位计：1 kΩ 至 10 kΩ
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热电偶：支持B、E、J、K、L、N、R、S、T、U型
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应变计：全桥、半桥（5/6线）、四分之一桥（3线，带内置完成端子）
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IEPE传感器：提供4 mA恒流激励，输入频率范围0.5 Hz至20 kHz
每个通道配有1个数字I/O，可用于状态指示、触发、去皮、报警和命令控制。
2. 模数转换
核心ADC采用24位Sigma-Delta架构，每通道采样率为100 kHz。调制频率为2--520 kHz，内置三阶抗混叠滤波器。
数字滤波方面，模块提供可配置的IIR数字滤波器，支持低通、高通、带通等类型，可选择巴特沃斯或贝塞尔响应（2、4、6、8阶），截止频率1 Hz至10 kHz可调。此外还支持可配置或自动计算的数据平均功能。
需要特别注意的是，热电偶测量模式下，采样率会被降低至约10 Hz。
3. 精度指标
模块的典型精度为0.01%，在受控电磁环境中为0.025%，工业环境下为0.05%。线性误差为典型值的0.01%，24小时重复性为典型值的0.003%。
各测量模式的具体精度如下：
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电压：±60 V量程下精度±15 mV，±100 mV量程下精度±20 μV
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电流：±25 mA量程下精度±5 μA
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电阻：400 Ω量程下精度±0.1 Ω
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Pt100：精度±0.25 °C
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热电偶：不同型号和温度范围下精度从±0.8 °C至±5.0 °C不等
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应变计：精度等级0.05
温度影响方面，电压测量的偏移漂移小于50 μV/10 K，增益漂移小于0.01%/10 K。
4. 数字I/O
模块提供2个数字I/O通道（每个模拟通道对应1个）。数字输入支持状态检测、去皮和重置功能，输入电压最大30 VDC，逻辑高电平>10 V，低电平<2.0 V。数字输出采用开漏P沟道MOSFET，负载能力为30 VDC / 100 mA（阻性负载），响应时间0.2 ms。
二、信号调理与数据处理
1 虚拟通道
模块支持多达16个虚拟通道。虚拟通道可基于物理通道的测量值进行算术运算（加减乘除、对数、指数等），实现传感器信号的后处理而无需依赖上位机。
2 内置信号处理功能
模块内置的信号处理功能包括：
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线性化：对热电偶、RTD等非线性传感器进行曲线拟合
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数字滤波：IIR滤波器，多种类型和阶数可选
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平均值：可配置或自动计算
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缩放：将原始测量值转换为工程单位
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最小值/最大值存储：记录极值
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RMS（有效值） ：适用于交流信号测量
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算术运算：通道间的数学计算
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报警：阈值判断与输出
这些功能均在模块内部完成，可显著降低控制器的计算负担。
三、电气隔离
模块提供三路电气隔离：
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通道间隔离：500 VDC
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通道对电源隔离：500 VDC
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通道组隔离：500 VDC
噪声脉冲耐受能力最高1000 VDC，连续噪声最高250 VDC。这种隔离设计对于存在地电位差的工业测量环境至关重要，可有效避免接地环路和共模干扰。
四、通信接口
模块的通信接口基于ANSI/TIA/EIA-485-A标准，采用两线制。支持三种协议：
| 协议 | 波特率 |
|---|---|
| LocalBus（专有协议） | 115.2 kbps 至 48 Mbps，延迟 < 100 ns |
| Modbus-RTU | 19.2 kbps 至 115.2 kbps |
| ASCII | 19.2 kbps 至 115.2 kbps |
LocalBus是Gantner的专有高速同步总线，可实现模块间微秒级的数据同步。模块可连接至Q.station X、Q.gate或Q.pac等控制器
五、电源与环境
1 电源
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输入电压：10 至 30 VDC，带过压和过流保护
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典型功耗：约2 W（文档中另有标注4 W，实际值以校准报告为准）
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输入电压影响：< 0.001% / V
2 环境规格
| 参数 | 规格 |
|---|---|
| 工作温度 | -20 °C 至 +60 °C |
| 存储温度 | -40 °C 至 +85 °C |
| 相对湿度 | 5% 至 95%（50 °C，无冷凝） |
| 防护等级 | IP20 |
电磁兼容性符合EN 61000-4和EN 55011标准。
3 机械规格
| 参数 | 规格 |
|---|---|
| 外壳材质 | 铝和ABS |
| 尺寸（宽×高×深） | 30 × 145 × 135 mm |
| 重量 | 约500 g |
| 安装方式 | DIN导轨（EN 60715） |
六、应用注意事项
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预热时间：模块需要至少45分钟的热身时间才能达到额定精度指标。
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热电偶测量：热电偶模式下采样率会降低至约10 Hz，且需要使用对应的冷端补偿（CJC）端子。
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电磁环境：精度指标基于受控电磁环境（IEC 61326-1:2020）下的测试结果，实际工业环境中的性能可能有所差异。
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功耗确认：具体功耗值因模块而异，应以随附的校准报告为准。
Q.bloxx XL A101 是一款面向工业级分布式数据采集的通用测量模块，其技术特点可归纳为：
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高精度：24位Sigma-Delta ADC，典型精度0.01%
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高速度：每通道100 kHz采样率
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高灵活性：单模块支持十余种传感器类型
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高集成度：内置16路虚拟通道和完整的信号调理链路
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高可靠性：三路500 VDC电气隔离，宽温工作范围
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分布式架构：模块就近部署，LocalBus高速同步
该模块适用于需要多类型信号采集、高通道同步精度以及分布式部署的工业测试与科研测量场景
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