وجود نویز در سیستمهای جمع آوری داده مبتنی بر کامپیوتر (PC Based DAQ systems) اجتناب‌ناپذیر است. از جمله این نویز‌ها، نویزهای ناشی از بوردهای الکترونیکی است. همچنین در طول مسیر سیم‌های انتقال دهنده سیگنال، نویزهای ناشی از EMI (تداخلات الکترومغناطیسی) و RFI (تداخلات فرکانس رادیویی) می‌توانند نمایان شوند. و در نهایت خود منبع سیگنال نیز می‌تواند عامل نویز باشد. همه این منابع نویز با هم ترکیب می‌شوند و گستره‌ای از عدم اطمینان به مقدار سیگنال بدست آمده از DAQ را ایجاد می‌کنند. هدف ما در اینجا کشف منابع نویز و بحث در مورد روش‌های کاهش آن است.

اولین منبع نویز بورد الکتریکی کارت داده برداری است. تولیدکنندگان بوردهای A/D مشخصات المان‌های الکترونیکی بکار رفته داخل بورد را در دیتاشیت‌های محصولات اعلام می‌کنند. اما بندرت پیش می‌آید که مشخصات میزان نویز کل سیستم را اعلام کنند. زیرا وقتی المان‌های الکترونیکی در کنار هم قرار گرفته و یک مجموعه را تشکیل می‌دهند نویز‌هایی که هر المان ایجاد می‌کند متفاوت است با میزان نویز در حالتی که المان‌ها به تنهایی کار می‌کنند. از طرف دیگر محیطی که میزان نویز سیستم توسط سازنده در آن اندازه‌گیری شده باید اعلام شود. این به معنای مشخصات کامپیوتر، منبع تغذیه کامپیوتر و نوع اتصالات است.

بنابراین  دقت یک بورد از نظر میزان نویز پذیری تنها برای یک PC معین و یک مکان مشخص معنی دارد. با تغییر هریک از کامپیوتر متصل به DAQ یا محل داده‌ برداری میزان نویز دستگاه مجدد باید اندازه‌گیری شود.

برای اندازه‌گیری نویز یک بورد DAQ کافی است یکی از کانال‌های ورودی را با زمین اتصال کوتاه کرده و 10،000 بار داده برداری کرده و داده‌ها را ثبت کنیم. با انجام اینکار شما خواهید فهمید چه میزان نویز در سیستم دارید. اگر داده‌های ثبت شده را بر روی یک نمودار رسم کنیم در حالت ایده آل، شما یک خط مستقیم خواهید دید. اما در واقعیت چنین نخواهد بود و در نمودار نوساناتی مشاهده خواهید کرد.

سیم‌های انتقال دهنده سیگنال، به ویژه سیگنال‌های Single ended input، تحت تاثیر EMI و RFI هستند. یک سیگنال Single ended input اختلاف ولتاژ بین یک منبع تولیدکننده سیگنال (مثل سنسور) با زمین است. خوشبختانه، نویز ناشی از سیم انتقال دهنده سیگنال اغلب محلی است و می توان با جابجایی سیم آن را کاهش داد.

برای بررسی نویز سیم انتقال دهنده سیگنال، ابتدا کانال ورودی آنالوگ را با زمین اتصال کوتاه کنید. اگر ورودی Single Ended است، کافی است یک قطعه سیم را از ورودی کانال به زمین وصل کنید. اگر ورودی دیفرانسیل (Differential Ended) است یک قطعه سیم را از کانال (+) به کانال (-) و سپس سیم دیگری را از (-) به زمین وصل کنید. سپس، 10 هزار نمونه (Sample) بردارید و نمودار هیستوگرام آنرا رسم کنید. این بهترین سیگنالی است که می‌توانید داشته باشد. درواقع این سیگنال همان چیزی است که می‌خواهید با استفاده از سیم‌های انتقال دهنده سیگنال به آن دست پیدا کنید.

پس از داشتن یک هیستوگرام حالت ایده آل، اتصال کوتاه بین ورودی آنالوگ و زمین را بردارید. سپس سیم‌های انتقال دهنده سیگنال را که از بورد به سنسور می‌روند متصل کنید. انتهای دیگر را هنوز به سنسور متصل نکنید. بلکه به سادگی سیم‌های نزدیک سنسور را کوتاه کرده و پایه (-) را به زمین متصل کنید. با استفاده از سیم‌کشی جدید داده برداری کنید و با این داده‌ها یک هیستوگرام جدید رسم کنید. نتایج را با هیستوگرام حالت ایده‌آل که قبلا رسم کردید مقایسه نمایید. اگر نتایج وجود نویز را نشان میدهد، می‌توانید با انجام موارد زیر نویز را از بین ببرید:
سیم‌های سیگنال را حرکت دهید، سعی کنید یک نقطه‌ی “آرام” یعنی با حداقل نویز را پیدا کنید. یا از سیم‌های شیلد دار به عنوان سیم سیگنال استفاده کنید.

وقتی سیم‌های انتقال دهنده سیگنال از نظر کیفیت انتقال سیگنال آزمایش و مشخص شدند، سنسور را متصل کنید. سپس یک ورودی مشخص به سنسور اعمال کنید. مثلا برای یک سنسور فشار مقدار مشخصی فشار اعمال کنید. در این مرحله برای رسم یک نمودار هیستوگرام داده‌ برداری کنید. اگر نویز اضافی توسط سنسور وارد شده است که بیش از مشخصات ذکر شده در دیتاشیت سنسور است، می‌توانید کمی سنسور را حرکت دهید. گاهی اوقات، لازم است سنسور را به طور الکتریکی از محیط اندازه‌گیری ایزوله (جدا) کنید. کاهش نویز ناشی از سنسور‌ها یکی از پارامتر‌هایی است که باید توجه ویژه‌ای به آن داشت.

دستگاه‌های مطلوب‌سازی سیگنال کاربردهای زیادی دارند. مانند خطی‌سازی خروجی سنسور، فیلتر کردن، تقویت و جداسازی الکتریکی. می‌توان از آنها برای اصلاح حلقه‌های زمینی و کاهش سر و صدا استفاده کرد. دستگاه‌های مطلوب‌ساز سیگنال برای انواع سنسورها با ورودی مختلف در دسترس هستند، از جمله ترموکوپل، RTD، فشارسنج کرنشی، سنسور‌هایی با خروجی ولتاژ، جریان و فرکانس و غیره. استفاده از دستگاه‌های مطلوب‌سازی سیگنال برای هر سنسور به صورت جداگانه خیلی بصرفه نیست. متوسط هزینه مطلوب‌سازی سیگنال تقریباً 200 دلار برای هر ورودی است. با این حال، استفاده از آنها بسیار ساده است و معمولاً بیشتر مشکلات نویزی را حل میکنند. بسیاری از مدل‌های دستگاه‌های مطلوب‌ساز سیگنال از سیستم‌های عایق‌ ولتاژ بالا، محافظت از تجهیزات گران قیمت و همچنین محافظت اپراتور برخوردار هستند.

شرکت National Instruments یا NI، یک شرکت چند ملیتی آمریکایی با فعالیت بین‌المللی است. دفتر مرکزی آن در آستین، تگزاس است و تولید کننده تجهیزات تست خودکار و نرم افزار ابزار دقیق است. برنامه‌های معمول شامل داده‌برداری، کنترل ابزار و بینایی ماشین است. در سال 2019، این شرکت محصولات خود را به بیش از 35000 شرکت با درآمد 1.03 میلیارد دلار فروخت.

در اوایل دهه 1970، جیمز تراچارد، جف کودوسکی و بیل نوولین در آزمایشگاه‌های تحقیقات کاربردی دانشگاه تگزاس کار می‌کردند. آنها بعنوان بخشی از یک پروژه تحقیقاتی نیروی دریایی امریکا، از یک فناوری اولیه کامپیوتری برای داده‌برداری و پردازش داده‌ها استفاده می‌کردند. این افراد درحالیکه از روش‌های ناکارآمد داده‌برداری که استفاده می‌کردند نامید شده بودند، تصمیم گرفتند محصولی تولید کنند که کار داده‌برداری را با سهولت بیشتری انجام دهد. در سال 1976، این سه نفر در گاراژ خانه تراچارد، یک شرکت جدید تأسیس کردند. ابتدا سعی کردند چندین نام از جمله Longhorn Instruments و Texas Digital انتخاب کنند. اما سرانجام، آنها نام National Instruments را انتخاب کردند.

این گروه با وامی به مبلغ 10 هزار دلار از بانک اینترفیست، یک کامپیوتر PDP-11/04 خریداری کردند. سپس برای اولین پروژه خود، یک رابط GPIB طراحی کرده و ساختند. اولین فروش آنها به پایگاه نیروی هوایی کلی در سن آنتونیو، تگزاس بود. از آنجا که هر سه نفر هنوز در دانشگاه تگزاس استخدام بودند، در سال 1977 اولین کارمند تمام وقت شرکت را استخدام کردند. با نام این کارمند کیم هریسون-هوسن بود و وظیفه پردازش سفارش‌ها، صورتحساب‌ها و پاسخگویی به مشتریان را برعهده داشت. در پایان اولین سال آنها تنها سه بورد GPIB فروخته بودند. از اینرو برای جلب مشتریان بیشتر، برای 15000 کاربر مینی کامپیوتر PDP-11 ایمیلی بمنظور معرفی محصولات خود ارسال کردند. در پی افزایش فروش، در سال 1978 با اجاره یک دفتر 56 متر مربعی به آدرس 9513 Burnet Road در آستین تگزاس، توانستند به یک فضای اداری واقعی منتقل شوند.

در پایان دهه 1970، این شرکت فروش 400،000 دلاری و سود 60،000 دلاری را ثبت کرد. در سال 1980 هر سه بنیان‌گذار شغل خود را در دانشگاه رها کردند تا تمام وقت خود را به شرکت National Instruments اختصاص دهند. در پایان سال فضایی با متراژ 500 مترمربع اجاره کردند و شرکت را به یک دفتر بزرگتر منتقل نمودند.

همچنین به منظور افزایش درآمدزایی، این شرکت پروژه‌های تخصصی زیادی را برعهده گرفت. کار بر روی سیستم کارت اعتباری پمپ سوخت و یک مولد سیگنال (Signal Generator) برای آزمایشهای صوتی نیروی دریایی ایالات متحده از جمله این پروژه‌ها بود. در سال 1981، شرکت به فروش یک میلیون دلاری رسید. با افزایش فروش، شرکت در سال 1982 به یک دفتر 1000 متر مربعی تغییر مکان دادند.

در سال 1983، نشنال اینسترومنتز به یک نقطه عطف سازمانی رسید. در این سال NI اولین بورد GPIB خود را برای اتصال تجهیزات به رایانه‌های IBM توسعه داد. با ورود کامپیوترهای Macintosh که از واسط‌های گرافیکی بهره می‌بردند، این شرکت احساس آمادگی کرد تا با استفاده از رابط‌های گرافیکی این کامپیوتر‌ها محصولات خود را توسعه دهد.

کودوسکی تحقیقاتی مبتکرانه را با کمک محققان دانشجویی در دانشگاه تگزاس در زمینه استفاده از رابط گرافیکی آغاز کرد. این تحقیقات منجر به ایجاد محصول شاخص NI، یعنی پلتفرم توسعه گرافیکی با نام لب‌ویو (LabVIEW) برای رایانه‌های Macintosh شد. این محصول در سال 1986 منتشر شد. این نرم‌افزار به مهندسان و دانشمندان این امکان را می‌دهد تا به جای تایپ کردن کد مبتنی بر متن، از طریق “سیم کشی” آیکون‌ها برنامه‌نویسی کنند. با استفاده از یک محیط توسعه بصری‌تر و با ساختاری کمتر، بهره‌وری برنامه‌نویسان و محققین به شکل چشمگیری افزایش یافت. این امر باعث محبوبیت بسیار زیاد LabVIEW شد. سال بعد، نسخه‌ای از LabVIEW، معروف به LabWindows، برای محیط DOS منتشر شد.

تعداد کارمندان شرکت تا سال 1986 یه 100 نفر رسید. همچنین به عنوان بخشی از استراتژی شرکت مبنی بر فروش مستقیم محصولات، NI در سال 1987 اولین شعبه بین‌المللی خود را در توکیو، ژاپن افتتاح کرد.

در سال 1990 شرکت نشنال اینسترومنتز به ساختمان جدیدی در 6504 Bridge Point Parkway نقل مکان کرد. در سال 1991 شرکت این ساختمان را خریداری کرد.

شرکت نشنال اینسترومنتز اولین حق ثبت اختراع خود را برای LabVIEW در سال 1991 دریافت کرد. سپس در همان سال، شرکت سیستم مطلوب‌ساز سیگنال (به انگلیسی: Signal Conditioning) برای ابزار تحقیقاتی Signal Conditioning eXtensions for Instrumentation یا به اختصار SCXI را با هدف بهبود فرآیندهای پردازش سیگنال ارائه کرد. در سال 1992، برای اولین بار LabVIEW برای رایانه‌های شخصی مبتنی بر سیستم عامل ویندوز منتشر شد.

با توجه به اینکه LabVIEW اکنون در دسترس مخاطبان بسیار بیشتری قرار داشت، در سال 1993 شرکت به نقطه عطف درآمد 100 میلیون دلار فروش سالانه رسید. برای جذب برنامه‌نویسان C و ++C، در همان سال شرکت محصولی با عنوان LabWindows/CVI را معرفی کرد.

همچنین در سال 1994 اولین صفحه وب شرکت با دامنه natinst.com منتشر شد. با ادامه رشد شرکت، دیگر فضای 12،600 متر مربعی پاسخگوی نیاز شرکت نبود. به همین دلیل در سال 1994، شرکت به یک مکان 72 هکتاری (290،000 متر مربع) در شمال آستین نقل مکان کرد. در این زمان، تعداد کارمندان NI به 1000 کارمند رسیده بود.

پردیس جدید NI که در سال 1998 افتتاح شد، کاملا متناسب با نیاز کارمندان طراحی شده بود. این محوطه شامل مناطق اختصاصی “بازی”، از جمله زمین‌های بسکتبال و والیبال، سالن بدنسازی کارمندان و مسیر پیاده‌روی در سطح پردیس بود. هر یک از ساختمان‌های این پردیس با پنجره پوشیده شده بودند به طوری که کارمندان مستقر در اتاق‌ها همیشه چشم‌انداز آفتاب و منظره شمال غربی آستین را داشتند. همچنین باهدف تساوی بین کارمندان، مدیرعامل شرکت نیز، اتاقی اختصاصی ندارد و در یک اتاقک باز می‌نشیند.

LabVIEW شاخص‌ترین محصول نرم‌افزاری شرکت National Instruments

در این زمان به عنوان بخشی از بسته‌های مزایا و پاداش، به کارمندان سهام شرکت داده می‌شد. وقتی در سال 1995 شرکت در بورس عرضه گشت، بیش از 300 نفر از کارمندان شرکت سهامدار بودند. شرکت نشنال اینسترومنتز اکنون با نماد NATI در بورس NASDAQ نیویورک دادوستد می‌شود.

در اواخر دهه 1990، مشتریان استفاده از LabVIEW را در برنامه‌های اتوماسیون صنعتی آغاز کرده بودند. با استفاده از LabVIEW و کارت‌های پیشرفته‌تر DAQ که توسط شرکت ارائه شده بود، مهندسان می‌توانستند ابزارهای گران قیمت و از نظر عملکرد غیرقابل تغییر را با سیستم‌هایی انعطاف‌پذیر و مبتنی بر رایانه شخصی جایگزین کنند. در نتیجه این اتفاق، فرآیند داده‌برداری انعطاف‌پذیرتر و کم هزینه‌تر شد. سیستمهای دریافت داده از سنسور اغلب به اختصار DAS یا DAQ نوشته می‌شوند.

با خرید نرم‌افزار Georgetown Systems Lookout توسط شرکت، محصولات NI بیش از قبل به محیط‌های صنعتی و کارخانه‌ها راه یافتند. تا سال 1996، شرکت نشنال اینسترومنتز فروش سالانه 200 میلیون دلاری داشت و در لیست 200 شرکت برتر کوچک مجله فوربس قرار گرفته بود.

همچنین در اواخر این دهه، مهندسان در NI مرزهای ابزار دقیق را گسترش دادند. آنها نرم‌افزارها و سخت‌افزار‌های بینایی ماشینی تولید کردند که به دوربینها اجازه میدهد تا عملکردی مانند سنسورها داشته باشند.

در اوایل دهه 2010 شرکت سرمایه‌گذاری‌های قابل توجهی در زمینه وب کرد. بطوریکه بعد از ثبت دامنه ni.com بازدید و فروش آنلاین از وبسایت شرکت به شدت افزایش یافت. همچنین شرکت سریعا و با هدف کمک به تصمیم‌گیری راحت‌تر مشتریان در انتخاب محصول متناسب با نیازشان، ابزارهای پیکربندی آنلاین را نیز معرفی کرد.

همزمان به ارائه NI Developer Zone پرداخت که به کاربران نهایی (end-user) و توسعه‌دهندگان (Developer) اجازه‌ می‌داد تا به کدهای نمونه (Sample Code) و برنامه‌های نمونه (Example Program) دسترسی داشته باشند. همچنین با توسعه انجمن‌هایی که در آن کاربران و کارمندان NI میتوانستند در تعامل با یکدیگر به حل مشکلات کمک کنند، خدمات پس‌ از فروش خود را برای مشتریان جذاب‌تر کرد.

در دهه 2000، شرکت نشنال اینسترومنتز صادرات بیشتر به خارج از کشور را آغاز کرد.

بعلاوه در این سال اولین کارخانه بین‌المللی خود را در دبرتسن، مجارستان افتتاح کرد. این کارخانه با مساحت 13400 متر مربع با تنوع بخشیدن به افزایش تولیدات شرکت کمک کرد. NI اکنون تقریباً 90٪ از تولیدات خود را در دبرتسن تولید می‌کند. در سال 2011 با اعطای کمک چند میلیون دلاری از طرف دولت مجارستان، NI تولید در Debrecen را تقریباً 20 درصد افزایش داد.

تا سال 2006 شرکت National Instruments برای فروش مستقیم محصولات به مشتریان، 21 دفتر فروش در اروپا و 12 دفتر در آسیا/اقیانوسیه افتتاح کرد. همچنین در سال‌های بعد تعداد زیادی دفاتر در قاره آمریکا، آفریقا و خاورمیانه افتتاح کرد. مراکز تحقیق و توسعه در ایالات متحده، آلمان، هند، رومانی، چین، کانادا و مالزی افتتاح شد.

در ژانویه 2013، شرکت National Instruments کلیه سهام شرکت Digilent Inc را به تملک خود درآورد. Digilent در سال 2000 توسط دو استاد مهندسی برق دانشگاه ایالتی واشینگتن با نام‌های “کلینت کول” و “ژن اپرسون” تاسیس شده بود. Digilent با فروش تجهیزات آزمایشی و قابل توسعه به دانشگاه‌ها، تبدیل به  شرکتی بزرگ و چند ملیتی در بخش آموزش مهندسی شده بود.

در 16 ژوئن سال 2020، National Instruments اعلام كرد كه رسماً نام شركت را به NI تغییر میدهد. نامه‌ای از رئیس هیئت مدیره و مدیر عامل شرکت اریک استارکلوف در مورد این تغییر مطابق زیر توضیح داد: