概覽

隨著設備復雜度的日益增加以及經濟壓力的持續增強，工程師們被迫采用自動化這種經濟有效的方式，在整個設計周期內提供可重復的結果，包括 特性分析、驗證和認證以及生產測試等各個階段。在當前市場，數字萬用表(DMM)常常不僅只限于精確測量。為實現DMM測量的自動化執行，設計和測試工程師需要一臺精準的DMM來節省測量時間、與其他儀器無縫集成，并可以通過開關輕松實現通道擴展。您可以使用模塊化平臺來最大限度滿足這些需求，這一模塊化平臺提供高質量測量并能快速獲得結果，其組成結構經過優化，更適用于自動化。

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。將以上特性結合到單臺儀器中，從而為傳統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品到航空和國防工業等各行各業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的完美解決方案。

PXIe-4081是精準度最高的7½位DMM

NI的DMM產品系列主打PXIe-4081，它是業界精度最高的7½位DMM。PXIe-4081提供26位分辨率、高穩定性、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	6½	7½	6½
最大電壓(V)	300	300	1,000	300
最大電流(A)	3	1	3	1
最大采樣率	3 kS/s	1.8 MS/s	1.8 MS/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	2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試，DMM軟件前面板為用戶提供了與傳統臺式儀器類似的前面板體驗。

圖3、NI的DMM驅動軟件(NI-DMM)包括一個交互式軟件前面板，用于快速測量和應用調試。

除了軟件前面板之外，DMM驅動軟件還包括可支持LabVIEW、C和C#等各種開發選項的一流API。為保證DMM的長期互通性，NI-DMM驅動軟件提供的API與先前和目前正在使用的NI DMM的API完全一致。驅動軟件還可提供幫助文件、文檔說明和數十個可執行的范例，這些范例可作為您開發應用程序的起點。了解更多關于LabVIEW用于自動化測試和系統驗證的信息。

圖4、NI的DMM驅動軟件(NI-DMM)包括數十個可執行的范例。

3、高精度DMM測量

模數轉換器(ADC)是高性能PXIe-408x DMM的核心組件?，F成的高速ADC技術和自定義設計的sigma-delta轉換器的獨特組合，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使用目前最穩定的一個板載參考電壓源來實現不同溫度與時間下的穩定性能。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，使其優于大多數傳統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，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、通過隔離的數字化儀實現靈活的測量速率

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

圖6、現成的高速ADC技術和自定義設計的sigma-delta轉換器(電路如上圖所示)的獨特組合優化了DMM的線性度和噪聲，提供了高達7½位的高精度和穩定性以及高達1.8 MS/s的數字化儀采樣率。

PXIe-4081的采樣率是傳統臺式DMM的36倍

如果需要更高采樣率，您可以使用PXIe-408x DMM的高電壓隔離數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進行數據采集。傳統臺式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高精度和高速測量。

圖7、PXIe-408x DMM能夠以比傳統臺式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、自校準和兩年技術參數保證

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定和精準的內部電壓參考源來校正DMM內的所有DC增益和偏置漂移，這個內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定性。

圖8、自校準進一步提高了推薦的2年外部校準周期內的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背板來發送和接收硬件定時的觸發信號，并對開關模塊板載內存中存儲的開關連接列表進行掃描，從而實現與NI開關的“握手”。這種掃描方法避免了傳統掃描列表方法所需的軟件開銷，可創建一個確定的掃描列表，通過更具重復性的定時實現更快速的測試。

圖9、通過將NI DMM與NI開關同步來創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、函數發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建緊密集成的系統。另外，DMM還可通過PXI背板來發送和接收觸發信號，將測量與其他儀器的操作同步，因此無需外部線纜來收發觸發信號。

圖10、PXI平臺提供了各種儀器來實現出色的同步和集成性能，如源測量單元(SMU)、示波器、數字儀器和RF信號分析儀與發生器。

7、使用NI DMM構建您的下一個測試和測量系統

NI DMM適用于從半導體特性分析到航空生產測試等各種應用，為更智能的自動化測試和測量系統的開發提供了高追求的測量質量、業界領先的速度和全面的軟件支持。您可以將NI DMM與基于PXI的開關結合起來構建高通道數采集系統，借助確定的硬件定時來執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、波形發生器和RF信號分析儀與發生器。NI DMM專門針對自動化測試應用而設計，具有比傳統DMM更出色的測量質量，是您開發下一個測試系統的理想之選。