像温度应力压力和流量等物理测量广泛应用在工业和控制等领域中.doc

像温度、应力、压力和流量等物理测量广泛应用在工业和控制等领域中,这些物理测量的实现常常需要面对测量准确性、测量位置分散、测量的连线等诸多问题。基于LXI标准的新仪器允许测试设备放置在测试点以及提供简易的设置和时间触发机制,能有效解决或改善这些问题。
物理测量经常用在设计验证、监测和控制应用中以确定物理参数,例如温度、应力、压力和流量。这些物理测量采用传感器将物理现象转换成电压、电阻或者频率,然后通过某种测量设备对这些电信号进行测试。这些物理测量相关的一些挑战包括:测量的准确性、测量的位置、测量的物理连线、测量的设置与执行。
工程师在数据采集时通常需要采集和分析来自多个位置的数据。例如,工程师需要监测和控制大楼中不同位置的温度,化学工程师可能需要监测和控制像汽油或者饮料等流体的流动。这些类型的测量一般需要到不同测量位置的长连接线,或者安装在不同位置的测量设备。使用长的连接线通常需要很高的成本,可能因为外部噪声对微弱的电信号的干扰影响到测量的精度。
图1:到网络的不同连接方案。
将测量设备安装在测量位置处是一种较好的办法。然而,对于上面所述的应用,这要求工程师要么使用很贵的GPIB(通用接口总线)延长器或者在每个测量位置使用一台电脑。或者在某些情况下,工程师手动进行测量,将数据保存在测试设备中,然后再下载到PC中。对于分布式数据采集来说,上面的这些方法都不是理想的方案。
测量的设置和执行同样也可能具有挑战性。在设计验证中,工程师通常必须进行物理测试以确保最终的产品将能满足在不同条件下的规范。设计工程师可能测量温度来评估热量的上升、冷却以及在产品外壳内的气流效应,以便能设计出满足要求的风扇。测量的各个方面的定义通常可能非常繁琐,通常会难以记得这个测量是否已经完成。
温度是最常见的物理测量。温度测量通过使用热电偶来实现,电阻温度检测器(RTD)或者热敏电阻传感器将温度转变成电压或者电阻,然后通过测试设备(如万用表)测量这个电压或者电阻。热电偶是两个不同金属形成的结,当这个结被加热,热电偶产生一个电压。这个电压与参考结点的电压相比较,差值用来确定相关的温度。RTD和热敏电阻都是基于阻抗的传感器。随着温度变化,传感器的输出电阻相应地改变。传感器的选择应该基于测量的类型以及精度和线性度。
几乎任何的万用表都可以用来测量传感器产生的电压或电阻。对于基本的万用表,万用表测量参数值,需要工程师将电压值转换成物理测量值。然而,有一些仪器可以直接支持传感器,包括内部对传感器的补偿和直接显示测试值。
除了使用直接支持传感器的仪器外,当今某些仪器(包括万用表)中一些额外功能能帮助解决这些挑战。这些功能包括:帮助仪器设置与实现的软件;支持的方程式,因此设备不支持的传感器输出可以轻易地转换成工程单位;具有复用器或通用开关的仪器将很多测试点或传感器连接到测试仪器;帮助确定测量是否在期望的范围之内的告警功能。
图2:34980A多功能开关/测量设备的仪器网页。
安捷伦34970A和34980A开关/测试产品支持这些功能,在进行物理测量时这些功能对工程师的工作可以起到很大帮助。
基于LXI的新仪器如何帮助测试
符合LXI的新仪器通过提供允许测试设备放置在测试点的标准以及提供简易的设置和时间触发机制,能帮助解决这些挑战。LXI标准的关键特性包括:
* 用于连接和