KEYSIGHT DAQ970A/DAQ973A 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

DAQ970A/DAQ973A 是是德科技推出的新一代模塊化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，基于 3 插槽主機(jī)架構(gòu)，內(nèi)置6? 位 (22bit) 高精度數(shù)字萬(wàn)用表，提供0.003% 基礎(chǔ) DCV 準(zhǔn)確度與450 通道 / 秒掃描速率，支持120 通道同步測(cè)量與多種信號(hào)調(diào)理，適配實(shí)驗(yàn)室研發(fā)、工業(yè)自動(dòng)化與產(chǎn)品可靠性測(cè)試等場(chǎng)景，是 34970A/34972A 的升級(jí)替代方案

一、核心技術(shù)參數(shù)

二、核心功能特點(diǎn)

2.1 高精度測(cè)量引擎

• 內(nèi)置 6? 位 DMM：提供0.003% 基礎(chǔ) DCV 準(zhǔn)確度，優(yōu)于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可替代獨(dú)立臺(tái)式萬(wàn)用表是德科技Keysight
• 超低噪聲設(shè)計(jì)：讀數(shù)噪聲低至1μV（10V 量程），適配微弱信號(hào)測(cè)量
• 自動(dòng)校準(zhǔn)技術(shù)：內(nèi)置校準(zhǔn)源，支持定時(shí) / 手動(dòng)校準(zhǔn)，補(bǔ)償時(shí)間與溫度漂移
• 多種信號(hào)調(diào)理：內(nèi)置熱電偶冷端補(bǔ)償、RTD 激勵(lì)、電流分流器等，無(wú)需外部硬件Keysight

2.2 靈活模塊化擴(kuò)展

9 款可選功能模塊，覆蓋開(kāi)關(guān)、數(shù)字化與控制需求：

2.3 智能數(shù)據(jù)采集能力

• 復(fù)合觸發(fā)邏輯：支持多觸發(fā)源組合（如 “溫度> 85℃ AND 壓力 > 100kPa”），僅記錄有效數(shù)據(jù)片段
• 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可視化：彩色 LCD 觸摸屏顯示趨勢(shì)圖、條形圖與數(shù)字讀數(shù)，支持自定義顯示布局
• Hi/LO 報(bào)警系統(tǒng)：每個(gè)通道獨(dú)立設(shè)置上下限，支持繼電器輸出與遠(yuǎn)程通知Keysight
• 數(shù)據(jù)導(dǎo)出格式：CSV、MATLAB、Excel、Word 等，便于后續(xù)分析處理

2.4 自動(dòng)化集成優(yōu)勢(shì)

• 兼容 34970A 命令集：無(wú)縫遷移現(xiàn)有測(cè)試腳本，降低升級(jí)成本
• 支持 SCPI 命令：通過(guò) LAN/GPIB/USB 接口遠(yuǎn)程控制，適配 LabVIEW、Python 等開(kāi)發(fā)環(huán)境
• BenchVue DAQ 軟件：圖形化界面快速配置測(cè)試，自動(dòng)生成報(bào)告，支持?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控
• 并行測(cè)量能力：支持多模塊同步工作，滿足復(fù)雜系統(tǒng)多參數(shù)并行測(cè)試需求

三、典型應(yīng)用場(chǎng)景

3.1 實(shí)驗(yàn)室研發(fā)測(cè)試

• 多參數(shù)同步測(cè)量：同時(shí)采集電壓、電流、溫度、壓力等信號(hào)，適配材料科學(xué)、半導(dǎo)體特性分析
• 動(dòng)態(tài)信號(hào)捕獲：配合 DAQM909A 數(shù)字化儀模塊，分析振動(dòng)、沖擊、瞬態(tài)響應(yīng)等動(dòng)態(tài)過(guò)程
• 器件特性表征：測(cè)量電阻、電容、二極管參數(shù)，支持半導(dǎo)體器件 IV 曲線分析

3.2 工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控

• 生產(chǎn)線質(zhì)量控制：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵工藝參數(shù)，自動(dòng)判定 PASS/FAIL，提升生產(chǎn)一致性
• 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)：連續(xù)采集電機(jī)、泵、壓縮機(jī)等設(shè)備的溫度、振動(dòng)、電流信號(hào)，預(yù)測(cè)性維護(hù)
• 能源管理系統(tǒng)：監(jiān)測(cè)光伏板、電池組、UPS 電源的電壓、電流與功率，優(yōu)化能源利用效率Keysight

3.3 汽車與新能源測(cè)試

• 電池管理系統(tǒng) (BMS) 測(cè)試：同步測(cè)量多節(jié)電池的電壓、溫度與充放電電流，評(píng)估電池性能Keysight
• 動(dòng)力系統(tǒng)測(cè)試：采集電機(jī)控制器、逆變器的電壓 / 電流波形，分析效率與諧波畸變Keysight
• 環(huán)境耐久性測(cè)試：在高低溫箱中監(jiān)測(cè)電子部件的溫度漂移與性能變化，評(píng)估可靠性

3.4 航空航天與國(guó)防

• 機(jī)載設(shè)備測(cè)試：在模擬飛行環(huán)境中監(jiān)測(cè)電子系統(tǒng)的電壓、電流與溫度，驗(yàn)證可靠性
• 武器系統(tǒng)測(cè)試：同步采集發(fā)射過(guò)程中的壓力、加速度與電氣參數(shù)，評(píng)估系統(tǒng)性能
• 電磁兼容性 (EMC) 測(cè)試：監(jiān)測(cè) DUT 在 EMI 環(huán)境下的電氣參數(shù)變化，分析干擾影響

三、硬件配置與連接方案

3.1 基礎(chǔ)配置（溫度 / 電壓測(cè)量）

1. 主機(jī)：DAQ970A + DAQM901A 20 通道多路復(fù)用器
2. 傳感器連接：
   • 熱電偶：直接連接 DAQM901A 通道，內(nèi)置冷端補(bǔ)償
   • RTD：通過(guò) 4 線連接，內(nèi)置恒流激勵(lì)（1mA/100μA 可選）
   • 電壓信號(hào)：直接輸入（最大 ±100V），支持差分 / 單端測(cè)量
3. 控制接口：LAN/USB 連接 PC，使用 BenchVue DAQ 軟件控制

3.2 高級(jí)配置（動(dòng)態(tài)信號(hào)分析）

1. 主機(jī)：DAQ970A + DAQM909A 4 通道數(shù)字化儀 + DAQM903A 40 通道差分復(fù)用器
2. 信號(hào)連接：
   • 振動(dòng)傳感器：通過(guò) IEPE 接口連接，內(nèi)置恒流供電
   • 電流信號(hào)：使用內(nèi)置分流器（1A/100mA/10mA 可選）或外部傳感器
3. 同步設(shè)置：?jiǎn)⒂媚K同步功能，確保 4 通道信號(hào)800kSa/s同步采樣Keysight

3.3 連接注意事項(xiàng)

1. 信號(hào)匹配：確保輸入信號(hào)范圍與模塊規(guī)格匹配（如 DAQM901A 最大 100V）
2. 噪聲抑制：低電平信號(hào)采用屏蔽雙絞線，4 線電阻測(cè)量消除導(dǎo)線電阻影響
3. 接地處理：保持系統(tǒng)單點(diǎn)接地，避免地環(huán)路噪聲干擾
4. 熱管理：高溫環(huán)境下使用熱電偶延長(zhǎng)線，避免模塊溫度漂移影響測(cè)量精度

四、軟件配置與操作流程

4.1 快速啟動(dòng)步驟

1. 硬件安裝：安裝功能模塊，連接傳感器與通信線纜
2. 儀器初始化：
   • 開(kāi)機(jī)自檢（約 30 秒），確認(rèn)模塊識(shí)別正常
   • 執(zhí)行 “System → Self Test”，驗(yàn)證硬件性能
3. 參數(shù)設(shè)置（通過(guò)前面板或 BenchVue 軟件）：
   • 選擇測(cè)量類型（如熱電偶 K 型、4 線電阻）
   • 設(shè)置量程、掃描速率、觸發(fā)條件
   • 配置通道列表與報(bào)警閾值
4. 數(shù)據(jù)采集：
   • 點(diǎn)擊 “Start” 開(kāi)始掃描，實(shí)時(shí)顯示趨勢(shì)圖與數(shù)值
   • 支持手動(dòng) / 自動(dòng)保存數(shù)據(jù)，格式可選

4.2 自動(dòng)化測(cè)試實(shí)現(xiàn)（Python 示例）

python

運(yùn)行

import visa# 連接DAQ970A（通過(guò)LAN）rm = visa.ResourceManager()daq = rm.open_resource('TCPIP0::192.168.1.101::inst0::INSTR')# 復(fù)位儀器daq.write('*RST')daq.write('SYST:DISP:UPD ON') # 開(kāi)啟顯示更新# 配置溫度測(cè)量（K型熱電偶）daq.write('CONF:TEMP TC,K,(@101:108)') # 配置通道101-108為K型熱電偶daq.write('SENS:TEMP:TC:REF:INT ON') # 啟用內(nèi)部冷端補(bǔ)償daq.write('SAMP:COUN 100') # 采集100個(gè)樣本daq.write('SAMP:RATE 10') # 10個(gè)樣本/秒# 啟動(dòng)測(cè)量daq.write('INIT')data = daq.query_ascii_values('FETC?', container=np.array) # 讀取測(cè)量結(jié)果print(f"溫度測(cè)量結(jié)果: {data} °C")# 關(guān)閉連接daq.close()rm.close()

五、關(guān)鍵使用技巧與優(yōu)化建議

5.1 測(cè)量精度提升

1. 選擇合適測(cè)量模式：
   • 高精度測(cè)量：使用慢速掃描（<100 通道 / 秒）+ 多次平均
   • 動(dòng)態(tài)信號(hào)：使用 DAQM909A 數(shù)字化儀模塊，800kSa/s同步采樣
2. 導(dǎo)線電阻補(bǔ)償：
   • 電阻測(cè)量：優(yōu)先選擇4 線模式，消除導(dǎo)線電阻影響
   • 電流測(cè)量：使用短而粗的導(dǎo)線，減少線路壓降
3. 噪聲抑制技術(shù)：
   • 交流干擾：使用50/60Hz 同步抑制，降低電源噪聲
   • 射頻干擾：使用屏蔽線纜，DAQM907A 模塊提供射頻濾波Keysight

5.2 測(cè)試效率優(yōu)化

1. 通道分組掃描：將相同測(cè)量類型的通道分組，減少模塊切換時(shí)間
2. 觸發(fā)條件優(yōu)化：使用預(yù)觸發(fā)功能，捕獲事件前后數(shù)據(jù)，便于故障分析
3. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)策略：
   • 長(zhǎng)時(shí)間記錄：使用非易失性內(nèi)存（1M 點(diǎn)），避免 PC 存儲(chǔ)瓶頸
   • 快速分析：實(shí)時(shí)傳輸?shù)?PC，使用 BenchVue DAQ 軟件進(jìn)行在線分析

5.3 常見(jiàn)問(wèn)題排查

六、選型指南

DAQ970A/DAQ973A 憑借高精度 DMM + 模塊化設(shè)計(jì) + 智能軟件的組合，提供從單參數(shù)測(cè)量到復(fù)雜系統(tǒng)測(cè)試的完整解決方案。其與 34970A 的兼容性與性能升級(jí)，使其成為研發(fā)與生產(chǎn)測(cè)試的理想選擇，幫助用戶降低測(cè)試成本、提升數(shù)據(jù)可靠性，加速產(chǎn)品上市進(jìn)程。