【应用】Keysight的数字采集器搭配数字化仪/数采模块/控制软件助力产品可靠性测试

2020-06-03 Keysight
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为了评估产品的使用寿命,或者验证产品是否在预期的使用、运输或储存等各种场景下的性能,就需要对其在研发、设计验证及抽检等环节进行可靠性测试。测试的项目包括温度、电压、电流、频率、流量、应变等多种参数,而且往往还需要对众多测试点进行长时间跟踪测量。这种测试,数据采集器是最常用的测试仪表之一。下面,我们就要给工程师小伙伴们提供三个数采使用和选择的提示。


提示#1: 被质疑的数据采集vs数字化仪

数据采集器是大家在测试过程中最经常用到的,例如典型的从惠普年代到是德科技的34970A34972A,还有新的DAQ970A,配备34901A多路复用器,就构成了20-60路的数据采集,直接测量电压、电流、电阻、电容,并配合各种传感器,测量温度、压力等。

1、我们来看下面的结构图

图1


很明显,在这种测试结构中,测量引擎只有一个。信号通过开关和信号调理进入测试引擎。测试引擎是一个高性能的六位半数字万用表,精确测量和读出每一路信号。这类数据采集的特点:

1) 扫描型,每一个测试点要比前一个测试点有一个时间间隔。

2) 测试速度比较慢,适合信号的静态特性测量。

3) 通常能提供很高的测量精度。但精度也与测量速度和传感器的选择密切相关。(测量精度的话题下次再与工程师小伙伴们细聊)

4) 信号可以是同一类信号,比如20路的电压;也可以是不同类型的信号,比如温度、电压、电流和电容各5路。


2、我们来看一个测试实例

1)我们用DAQ970A数采主机,配上901A多路复用器,分别测量电解电容、薄膜电容的容值随温度的变化。我用了4个通道,其中2个测量温度,2个测量电容。我们看到了截屏上的测试结果。

图2

不同于扫描式数据采集,数字化仪是多路同步数据采集,用于多路动态信号的同步测量,其工作原理类似示波器,在每一个输入通道上都有信号调理和测试引擎,但与示波器不同的是,其采用速率远低于示波器,但分辨率则要比示波器高出几个数量级,适用于音频、高频振动、冲撞变形、应力变形、医疗传感器、甚至开关电源的瞬态响应等频率较低,幅度小、动态范围大的应用场合。


2)下面,我们用DAQ970A主机中插入DAQM909A 4路同步数字化仪模块来说明。我们用它抓取一个DC-DC的瞬态,分别测量 Vin/Iin, Vout/Iout. 如下所示。

图3


这是一个小功率的DC-DC,电流在微安到毫安级,这种DC-DC最多的应用就是目前小功率的物联网、可穿戴等智能设备。

3)我们来看一下对其上电过程的测试结果。

图4

小伙伴们感觉到与示波器的不同了吗?明显从中看到的精细程度,要远高于示波器。在这个测试中,我用的是一个4通道的同步数采,分辨率是24bit, 比一般的示波器足足高1万倍以上!对,你没看错,是1万倍,不是100倍!

这种同步数采的采样率达到了800KSa/s, 可以采集如机械振动、音频声学等时域信号,并在时域和频域中对其进行深层分析。


4)看下图,我们来测量一个马达的振动噪声情况。我们在马达上加了一个振动传感器,利用DAQ970A配合DAQM909A 模块来测量,希望为寻找噪声源提供有价值的线索。

图5

图6


这是一个电机启动时的振动时域波形。从这里,我们可以看出振动的幅度,但从中还是无法判断噪声源。


5)现在,我们进入频域分析,看看是否可以帮助定位噪声源的频率。这个数采的软件提供频域分析功能,可结合采样速率设定FFT Size,看下图。

图7


从这种图上,我们可以看到噪声的振动频率分布,特别在8.3KHz附近,出现了最高的振动幅度。这个线索就更有价值了。

因此,扫描式数采和同步测量的数字化仪有不同的工作原理,其应用,前者注重信号静态特性测量,而后者,则更多用于多路信号同步的动态特性测量。


提示#2: 合适的数据采集器和模块

我们以上的测试设备,是起源于上世纪的数采平台, 即1997年HP34970A,到2001年的Agilent34970A,再到2019年的DAQ970A,性能不断提升,高品质一贯传承。

图8


多路数据采集配备的是 DAQM901A 模块,其性能沿袭了经典的34901A多路数采模块。而多路同步采集的数字化仪的应用,我们则采用了 DAQM909A 同步数采模块,这是一个新产品,它可以插在DAQ970A的主机中使用,具备4通道,24bit 分辨率,800KSa/s 采样率的同步采集。


提示#3: 舒适的数据采集和控制软件

通道数多、数据量大,无论是仪器设置还是数据处理,都会很麻烦,甚至会让使用者濒临崩溃!为了让工程师伙伴们从濒临崩溃,一步跨入极度舒适,我们特意开发了支持数采的BenchVue软件平台。

下图就是DC-DC测试实例,BenchVue 软件设置4个通道的截屏。

图9

还有,下图中即时数据、迹线和设置状态的截图。

图10

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Keysight(是德科技)测试仪器分销产品选型指南(英文)

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型号- U8480,B2911A,U1272A,N8926A,34460A,N7040A,U8000,N9340B,53140,N5742A,N5766A,34905A,N9918A,N6735B,N8480,N5743A,N5767A,N1914A,3024T,3012T,U1273A,34904A,N6746B,N6734B,U3800,U1282A,N8948A,34470A,N7042A,N1913A,N5744A,N5768A,34903A,N8924A,N9916A,N9928A,34939A,N6701C,N8949A,U1271A,N8925A,N8937A,N7041A,N1912A,N9000B,N5745A,N5769A,N2819A,3022T,3034T,N6700C,34902A,N9917A,34938A,N6736B,U1600,8491A,DSOX1102G,DSOX1102A,N9320B,P-SERIES,33509B,N7020A,N1911A,N9344C,N5746A,N3302A,N2818A,34901A,34937A,U1701B,82357B,U1273AX,U2802A,N5181B,N2142A,U1281A,B2902A,4024A,N5747A,N3303A,8490G,N2805A,3032T,N6702C,U1700,N6705C,N8928A,N9342C,33519B,B2901A,N3304A,N5748A,34947A,N2804A,N8929A,N5171B,N9343C,N2140A,X-SERIES,B2912A,N3305A,U8903B,N5749A,4022A,34934A,4034A,34946A,8480D,3054T,U2702A,N3306A,U1733C,U1210,U2300,N5700,34945A,3458A,TU1453A,U2701A,B2962A,1146B,N3307A,1147B,N7026A,33600A,33612A,B2961A,N9322C,N9310A,U1731C,2002A,53200,2014A,3104T,U1610A,U2723A,33611A,2004A,U1732C,J7205A,34942A,U3606B,53210A,J7205B,U2722A,N1810UL,33622A,3102T,34941A,N8760A,2012A,2024A,U2500,U1620A,33512B,33500B,33621A,N1810TL,3004A,N6700,N6705,N8761A,N2821A,33511B,N3300,4104A,2022A,N2820A,U2600,33510B,33522B,3014T,N2843A,E36100B,33521B,N9962A,87106D,AC6804B,E4982A,DAQM905A,34950A-34959A,N6750,N9950A,N8740A,E36103B,U2020,EDUX1002A,N9951A,33520B,N7007A,83050A,N2962A,53131A,P9243A,E4981A,U2741A,34972A,E36102B,J7211B,J7211A,J7211C,E36320A,N8741A,AC6802B,DAQM903A,U1270,N9960A,E36311A,N8762A,E36105B,N6781A,U2000,E3641A,EDUX1002G,N2863B,AC6803B,DAQM904A,N8900,U1280,84904L,U2751A,34970A,N9961A,B2900,E36104B,E3640A,AC6800B,N2862B,6002A,E3600,E-SERIES,E36313A,DAQM900A,U1250,U5850,N8756A,N8732A,N8950A,AC6801B,10070D,DAQM902A,U2761A,34980A,E36300A,E36312A,N6782A,DAQM901A,E36106B,53220A,N8757A,87222D,N8733A,N8951A,87222E,N9952A,87104D,P9242A,E4980A,6004A,53132A,N6785A,N6773A,U1452A,B2980A,N6761A,N8754A,N8742A,P9241A,N2871A,53230A,N8700,N4985A-S50,U1240,N6784A,E4981A-001,E4981A-002,N8755A,U1453A,N8731A,N2870A,8495D,N2797A,87405B,N2894A,N5770A,8495B,87405C,34420A,E3647A,10833F,34921A-25A,10833G,10833A,10833B,4154A,10833C,10833D,N6775A,U1450A,N8736A,N6763A,U1232A,N8954A,N6751A,N8930A,N7550,N9923A,N2796A,N9935A,N2893A,N5771A,E36100,E3646A,6811C,N4985A-S30,4032A,N8737A,N6786A,N6774A,N8943A,N6762A,E5063A,10834A,N8955A,U1451A,8494G,N8931A,E3634A,U1233A,3052T,N2783B,P9371A,N2795A,N5772A,6813C,E3649A,6800C,6812C,N6753A,N8758A,U1460A,N6741B,U1242C,N8734A,U1242B,N8952A,N6777A,N8940A,N6765A,P9370A,N2891A,N2782B,EPM SERIES,53181A,N5761A,34931A-33A,34465A,E3648A,4054A,N8759A,N6764A,U1231A,U1461A,N6752A,E9320,83020A,N8735A,N8941A,N6776A,N2793A,DAQ970A,N2890A,L2060,N2781B,U1240C,N9914A,82350C,N5750A,N5762A,U2063,E5810B,N8934A,N6743B,N9926A,P1912A,N8946A,N6731B,N9938A,U1252B,E3643A,E3631A,N6755A,14585A,N2792A,N2780B,U1241C,N5763A,E4980AL,N5751A,E36300,E9300,N8923A,N9915A,N8935A,N6742B,N9927A,E3630A,U1241B,4052A,U1253B,E3642A,N6766A,34908A,N6754A,N2791A,N9912A,N8738A,N9936A,U1190,U2040,N5752A,N5764A,34450A,DAQM907A,N8932A,N8944A,34907A,N8920A,E3645A,N6745B,E3633A,N6733B,L2050,N2790A,U1251B,N8739A,N9913A,N9925A,N5741A,DAQM908A,N5765A,34461A,U2053,N8945A,N6732B,N9937A,N8957A,N8921A,E3632A,E3620A,N6756A,E3644A,N6744B

选型指南  -  KEYSIGHT  - November 2018 PDF 英文 下载

用户指南  -  KEYSIGHT  - Edition 1.0  - November 2017 PDF 英文 下载

【经验】如何操作使用Keysight DAQ970A数据采集器

随着电子产品设计的复杂程度不断增加,由此产生了挑战性的新测试要求。为确保对这些复杂的设计进行有效测试,用户需要对各种信号类型进行快速测量并记录数据。KeySight 推出DAQ970A采集器,实现无测缝量测量完美解决这一问题 ,本文将介绍如何使用DAQ970A采集器。

设计经验    发布时间 : 2020-06-02

【经验】DAQ970A网线直连电脑设置操作经验介绍

Keysight新款数据采集器DAQ970A是新一代数据采集系统,包括 3 插槽主机和可选配的 9 种插入式模块。 以使用 Keysight BenchVue DAQ软件或是直观的图形前面板来操控这个DAQ系统。本文介绍其网线直连电脑设置操作。

设计经验    发布时间 : 2021-10-31

SD1 3.x Software for M31xxA Digitizers, M32xxA AWGs & M33xxA Combos Startup Guide

型号- M33XXA,M3202A,M32XXA,M3302A,M3100A,M31XXA,M3102A,M3201A,M3300A

用户指南  -  KEYSIGHT  - Edition 1.3  - May 2021 PDF 英文 下载 查看更多版本

【选型】完美替代经典34970A的新一代数据采集器DAQ970A,内置万用表测量速度高达50k/s

Keysight是德科技DAQ970A完美替代34970A的新款数据采集器,DAQ970A内置了了全新一代的高速数字万用表模块,同样是6.5位的分辨率,得益于全新的ADC技术,底噪和精度略高于老款34970A。

器件选型    发布时间 : 2022-04-20

Keysight(是德科技) 34980A系列数据采集器用户指南

型号- 34931T,34923T/001,34933T,34921T,34923T,34937T,34959T,34980A/0B0/922/001,34925T,34939T,34941A,34951A,34921A,34922T/001,34931A,34832A,34923A,34945A,34933A,34925A,34947A,34933T/002,34937A,34959A,34939A,34950T,34952T,34922T,34932T,34924T,34934T,34938T,34980A,34950A,34945EXT,34952A,34980A/0B0/922/DMM,34932A,34942A,34934A,34922A,34924A,34946A,34938A,34980A-0B0,34951T

用户指南  -  KEYSIGHT  - 2005年10月17日 PDF 中文 下载

SD1 3.x Software M31xxA Digitizers, M32xxA AWGs, M33xxA Combos STARTUP GUIDE

型号- M33XXA,M3202A,M32XXA,M3302A,M3100A,M31XXA,M3102A,M3201A,M3300A

用户指南  -  KEYSIGHT  - Edition 1.5  - August 2022 PDF 英文 下载

Keysight(是德科技) 34970A,34972A系列数据采集器 数据手册

型号- 34970A-240,34970A/0B0/922/220/DMM,34972A-120,34970A,34972A,34901A,34903A,34902A,34970A/0B0/922/220/DMM/S,34905A,34904A,34972A/0B0/922/220/DMM/S,34907A,34906A,34908A

数据手册  -  KEYSIGHT  - 2012年08月01日 PDF 中文 下载

【选型】Keysight Technologies(是德科技)高速数字化仪选型指南(中文)

目录- 高速数字化仪专业技术    PXIe高速数字化仪    AXIe高速数字化仪    高速数字化仪软件平台    高速多信道数据采集系统   

型号- M9021A,M9393A,M9036A,89601B,M9037A,M9048A,M9019A,M9709A,U1092A-S0X,M9505A,M9514A,W1462BP,M9537A,M9710A,M9703B,M9502A,M9362AD01,U5340A

选型指南  -  KEYSIGHT PDF 中文 下载

用户指南  -  KEYSIGHT  - Edition 3  - September 2012 PDF 英文 下载

Keysight(是德科技)台式和电源产品选型指南

目录- Company Profile    Data Acquisition    DC Power Supplies    PathWave BenchVue    AC Single-Phase Power Sources    DC Electronic Loads    Semiconductor Device Analyzer    Precision Bench Instruments    Gurrent Waveform Analyzer    InfiniiVision Oscilloscopes    Data Acquisition / Switch Units    Waveform Generators    Digital Multimeters   

型号- E3640,33521B,B2987A,B2911A,M9240GENB,INFINIIUM S-SERIES,34460A,DAQM905A,D6000GENA,U8000,3000T X-SERIES,M9240NFCB,1000X,D3000GENA,D3000NFCA,D4000NFCA,D2000GENA,N5700,D4000GENA,N6791A,PV8921A,3458A,CX1103A,CX3322A,E3630,DAQ973A,RP7900 SERIES,B2962A,D6000BDLA,3000T,N6900,D4000BDLA,B2960,N5700 SERIES,P9240AUTB,B1506A,3000X,P9240NFCB,CX1102A,B2985A,M9111A,33600A,33612A,B2961A,E36100B SERIES,U8000 SERIES,34470A,DAQM903A,E36311A,6000X,33600A SERIES,D6000AERA,N3300A,DG9000,M9601A,D6000USBA,M9240AERB,6800,D2000AUTA,B1505A,B2960 SERIES,D3000AUTA,33611A,N6700 SERIES,DAQM904A,N8900,E3640 SERIES,B2900,33500B SERIES,34465A,N8900 SERIES,M9240BDLB,B2980,CX1104A,D6000PWRA,DAQ970A,BV9201B,N6790,P9240A,E36300 SERIES,33622A,P9240AERB,B2983A,33509B,2000X,DAQM909A,M9615A,1000 X-SERIES,DAQM900A,B2900 SERIES,U8030 SERIES,D6000AUTA,PV8900,AC6800 SERIES,N8700 SERIES,D4000AUTA,AC6801B,P9240BDLB,33512B,N6780,33500B,33621A,E3630 SERIES,DAQM902A,E36200 SERIES,N6700,E36300,B2902A,2000 X-SERIES,4000X,M9240PWRB,N6705,D3000PWRA,E36312A,N6900 SERIES,M9614A,DAQM901A,4000 X-SERIES,6800 SERIES,6000 X-SERIES,M9240A,N6705C,33511B,B2981A,D2000BDLA,P9240GENB,33519B,B2901A,RP7900,DAQM907A,AC6800,N3300A SERIES,D4000AERA,D3000AERA,N7900,D4000USBA,CX3324A,35520B,CX1101A,CX3300A,N7900 SERIES,33510B,33522B,N8700,B2980 SERIES,M9240AUTB,E36200,B2912A,DAQM908A,U8030,N6780 SERIES,34461A,B1500A,D3000BDLA,E36100B,D4000PWRA

选型指南  -  KEYSIGHT  - April 23, 2021 PDF 英文 下载

Keysight(是德科技) 34970A系列数据采集器用户指南

型号- 34970A-240,34970A/0B0/922/220/DMM,34972A-120,34970A,34972A,34901A,34903A,34902A,34970A/0B0/922/220/DMM/S,34905A,34904A,34972A/0B0/922/220/DMM/S,34907A,34906A,34908A

用户指南  -  KEYSIGHT  - 2014年11月01日 PDF 中文 下载

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