PXI Express DMM為更精確、更智能的測試系統(tǒng)奠定基礎

時間：2018-06-25 16:30:14

關鍵字： dmm express pxi 測試系統(tǒng)

手機看文章

掃描二維碼
隨時隨地手機看文章

[導讀] 1. 專為自動化測試而設計 NI基于PXI的DMM款型從高性價比6½位型號到高性能7½位型號等不一而足, 包含市面上精度最高的7½位DMM。某些型號所獨有的特性包括擴展的測量范圍、采樣率高

1. 專為自動化測試而設計

NI基于PXI的DMM款型從高性價比6½位型號到高性能7½位型號等不一而足, 包含市面上精度最高的7½位DMM。某些型號所獨有的特性包括擴展的測量范圍、采樣率高達1.8 MS/s的隔離數(shù)字化儀模式、延長的校準周期和基本電感與電容測量。將以上特性結(jié)合到單臺儀器中，從而為傳統(tǒng)精密儀器所固有的測量難題(測量吞吐量和靈活性有限)提供了解決方案。NI基于PXI的DMM為解決從消費類電子產(chǎn)品到航空和國防工業(yè)等各行各業(yè)的應用難題提供了更智能的方法。

圖1：PXIe-4081 DMM是針對任何測試和測量系統(tǒng)的完美解決方案。

NI的DMM產(chǎn)品系列主打PXIe-4081，它是業(yè)界精度最高的7½位DMM。 PXIe-4081提供26位分辨率、高穩(wěn)定性、10 nV至1,000 V范圍的計量級電壓測量；1 pA至3 A范圍的電流測量；10 µΩ至5 GΩ范圍的電阻測量。

PXI-4065

PXIe-4080

PXIe-4081

PXIe-4082

分辨率(位)

6½

7½

6½

最大電壓(V)

300

1,000

300

最大電流(A)

最大采樣率

3 kS/s

1.8 MS/s

電壓精度(10 VDC,2年)

*90 + 12 ppm

25 + 6 ppm

12 + 0.5 ppm

25 + 6 ppm

最長校準周期

1年

2年

直流電壓和交流電壓

直流電流和交流電流

2線和4線電阻

頻率/周期

基本電感/電容

*PXI-4065不提供兩年期精度保證，故這里顯示的是一年期精度保證。

表1：市面上NI的DMM款型從高性價比6½位型號到高性能7½位型號等不一而足。

圖2：基于PXI的DMM為傳統(tǒng)精密儀器所固有的測量難題（測量吞吐量和靈活性有限）提供了解決方案。

2. NI軟件優(yōu)勢

由于NI DMM專為自動化測試應用而設計，因此該儀器主要通過軟件來進行控制和通信。針對快速測量或應用調(diào)試，DMM軟件前面板為用戶提供了與傳統(tǒng)臺式儀器類似的前面板體驗。

圖3：NI的DMM驅(qū)動軟件(NI-DMM)包括一個交互式軟件前面板，用于快速測量和應用調(diào)試。

除了軟件前面板之外，DMM驅(qū)動軟件還包括可支持LabVIEW、C和C#等各種開發(fā)選項的一流API。為保證DMM的長期互通性，NI-DMM驅(qū)動軟件提供的API與先前和目前正在使用的NI DMM的API完全一致。驅(qū)動軟件還可提供幫助文件、文檔說明和數(shù)十個可執(zhí)行的范例，這些范例可作為您開發(fā)應用程序的起點。

圖4：NI的DMM驅(qū)動軟件(NI-DMM)包括數(shù)十個可執(zhí)行的范例。

3. 高精度DMM測量

模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)是高性能PXIe-408x DMM的核心組件。現(xiàn)成的高速ADC技術(shù)和自定義設計的sigma-delta轉(zhuǎn)換器的獨特組合，可提供高速、高精度測量所需的噪聲、線性度和速度方面的性能。

圖5：在12個小時的0 VDC噪聲和漂移測試（每一臺DMM設置為100 mV 輸入范圍和10 PLC空隙時間）中，PXIe-4081(藍色)測試性能勝過最高性能的6½位(淺灰)和7½位(深灰)臺式DMM。

PXIe-4081使用目前最穩(wěn)定的一個板載參考電壓源來實現(xiàn)不同溫度與時間下的穩(wěn)定性能。其他同價位的DMM均無法提供這樣的參考電壓源和穩(wěn)定性，這就解釋了為什么PXIe-4081提供了12 ppm的兩年期精度保證，從而最大程度減少儀器校準所需的停機時間來進一步降低測試成本。更高的測量精度以及更低的使用成本和更少的停機時間，使其優(yōu)于大多數(shù)傳統(tǒng)的僅提供一年期精度保證的臺式DMM。 PXIe-4081還采用了高級的DMM測量技術(shù)，比如偏移補償電阻、高階直流噪聲抑制和自校準，以確保精確測量。

4. 通過隔離的數(shù)字化儀實現(xiàn)靈活的測量速率

傳統(tǒng)的DMM設計更注重高分辨率和精度而忽略了采集速度。 PXIe-408x DMM的獨特架構(gòu)提供了7 S/s至10 kS/s連續(xù)變化的讀取速率，您可以選擇滿足應用需求的采樣率和分辨率。

圖5：現(xiàn)成的高速ADC技術(shù)和自定義設計的sigma-delta轉(zhuǎn)換器(電路如上圖所示)的獨特組合優(yōu)化了DMM的線性度和噪聲，提供了高達7½位的高精度和穩(wěn)定性以及高達1.8 MS/s的數(shù)字化儀采樣率。

如果需要更高采樣率，您可以使用PXIe-408x DMM的高電壓隔離數(shù)字化儀模式獲得最高1.8 MS/s的采樣率，并在最大電壓范圍內(nèi)進行數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)臺式DMM的最高采樣率是50 kS/s，而PXIe-4081 DMM的采樣率則高出了36倍。這可避免使用多個獨立的儀器來實現(xiàn)高精度和高速測量。

圖6：PXIe-408x DMM能夠以比傳統(tǒng)臺式DMM高出36倍的速率進行采樣，幫助您更深入了解待測設備。

5. 自校準和兩年技術(shù)參數(shù)保證

NI DMM具有自校準功能，這一功能過去只有最高分辨率的DMM才能提供。自校準使用一個高度穩(wěn)定和精準的內(nèi)部電壓參考源來校正DMM內(nèi)的所有DC增益和偏置漂移，這個內(nèi)部電壓參考源具有出色的溫度特性和時間漂移，同時也考慮了所有電阻和電流源漂移。自校準使得NI DMM在任何工作溫度下（即使在普遍的18 °C至28 °C范圍之外）均具有高準確度和高穩(wěn)定性。

圖7：自校準進一步提高了推薦的2年外部校準周期內(nèi)的NI PXI DMM測量準確性。

這一操作只需不到一分鐘時間就可以完成，而且不需要外部校準儀，可以最大程度減少已部署系統(tǒng)的維護負擔。由于自校準精密電路可最大程度減少了已部署系統(tǒng)的維護負擔，因而PXIe-408x DMM提供了兩年的外部校準周期。

6. 同步和集成

NI DMM利用PXI平臺固有的定時和同步功能來與PXI機箱內(nèi)的開關和其他儀器進行通信。您可以將開關與DMM搭配使用來擴展儀器的測量功能，可測試上百甚至上千個測試點。 NI DMM通過PXI背板來發(fā)送和接收硬件定時的觸發(fā)信號，并對開關模塊板載內(nèi)存中存儲的開關連接列表進行掃描，從而實現(xiàn)與NI開關的“握手”。這種掃描方法避免了傳統(tǒng)掃描列表方法所需的軟件開銷，可創(chuàng)建一個確定的掃描列表，通過更具重復性的定時實現(xiàn)更快速的測試。

圖8：通過將NI DMM與NI開關同步來創(chuàng)建硬件定時的掃描列表，可以大幅提升測試速度。

此外，PXI平臺還包含了電源、示波器、函數(shù)發(fā)生器等自動化測試應用中常與DMM搭配使用的儀器，從而可在緊湊的封裝中構(gòu)建緊密集成的系統(tǒng)。另外，DMM還可通過PXI背板來發(fā)送和接收觸發(fā)信號，將測量與其他儀器的操作同步，因此無需外部線纜來收發(fā)觸發(fā)信號。

圖9：PXI平臺提供了各種儀器來實現(xiàn)出色的同步和集成性能，如源測量單元(SMU)、示波器、數(shù)字儀器和RF信號分析儀與發(fā)生器。

7. 使用NI DMM構(gòu)建您的下一個測試和測量系統(tǒng)

NI DMM適用于從半導體特性分析到航空生產(chǎn)測試等各種應用，為更智能的自動化測試和測量系統(tǒng)的開發(fā)提供了高追求的測量質(zhì)量、業(yè)界領先的速度和全面的軟件支持。您可以將NI DMM與基于PXI的開關結(jié)合起來構(gòu)建高通道數(shù)采集系統(tǒng)，借助確定的硬件定時來執(zhí)行成百上千次繼電器閉合的掃描列表。 PXI平臺還提供了獨立式臺式DMM所不具備的儀器，包括SMU、電源、示波器、波形發(fā)生器和RF信號分析儀與發(fā)生器。 NI DMM專門針對自動化測試應用而設計，具有比傳統(tǒng)DMM更出色的測量質(zhì)量，是您開發(fā)下一個測試系統(tǒng)的理想之選。