测试工具的革新运动 集成度等趋势见端倪

    你一定有这样的烦恼：要完成一项开发任务，试验台上的测试工具林林总总，示波器、欧姆表、信号发生器、频谱分析仪等等，不一而足。仪器多了，使用起来不仅麻烦，而且工作效率也受影响，而且购买很多仪器，也增加了研发成本。随着技术的不断创新，研发人员面临的这种局面正在发生变化，测试仪器功能的增强、通信接口的增多、人性化操作等正在成为测试工具发展的最新趋势。或许过不了多久，只用一台测试仪器就能满足全部需求，工程师的工作方式和效率将获得前所未有的提高。

    功能集成度高
    新一代测试仪器在设计和制造上最大和最明显的变化就是提高了集成度，将多种原本由单个仪器提供的测试功能集成在一起，为工程师们提供更多可选的功能和更大的灵活性。例如，传统的多功能DMM（数字万用表）可以测量电压、电流和电阻，而RIGOL新推出的DM3000系列万用表，还可以作为频率计、多路切换器和数据采集器使用。

    目前，安捷伦、FLUKE、RIGOL、吉时利等业界重要厂商的DMM产品均已实现丰富的测量

功能。Fluke最新在国内推出的数字多用表具有14种测量功能，吉时利的2000 型数字多用表有13种测试功能，RIGOL（普源精电）推出的DM3000系列万用表更具有26种测量功能，它除了传统的电压、电流、电阻测量外，首次实现上下限测量和数学运算等测量功能。

    丰富的测试功能有赖于其（RIGOL DM3000数字万用表）内置的任意传感器（如图1所示），利用这一功能可以方便地对压力、流量、温度等各种类型的传感器进行配接。其原理是将被测物理量转换为电压、电阻、电流等易测物理量，用户可以预先输入响应曲线，或者后期进行标定和校准，再通过数字万用表内部算法进行数值转换和插值修正，用户可以直接在万用表的屏幕上得到传感器的被测物理量的显示，并可以随意编辑和修改物理量的显示单位。

    创新性的自动巡检功能也是新一代数字万用表的特点，而且在生产制造企业有广泛的应用。例如：RIGOL DM3000 系列可是实现16路自动寻检过程。用户通过对该产品内置的巡检模块进行编程，可以控制实现寻检过程，并进行相应的数据采集。利用这种功能，可以开发出多种测试测量系统，例如蓄电池电压巡检装置、实时现场测温系统、实时自动巡检报警系统，等等，以提升用户的工作效率，而之前这一功能是通过多路巡检仪实现的。目前除RIGOLDM3000系列外，吉时利的2000 型数字多用表也集成了这一功能。

    另一种与DMM集成在一起的功能部件就是信号源。过去，研发工程师们在使用测量仪器（如DMM）时，必须结合电源、信号发生器等一起或某一个使用。现在，使用一台仪器不但可以提供源信号，而且可以同时测量并记录结果。其中某些仪器还具有两个或多个信号通道，具有更多的功能和更大的灵活性。正是测试测量仪器厂商的不断创新，使得DMM的功能朝着更为丰富的趋势演进。

    与此同时，随着集成度的增大，人们也开始需要一些专用的仪器。例如，借鉴某些示波器的功能设计更加专业的界面，用于测试新型的串行总线。另外，某些尖端的应用也需要全新的工具和测试功能。纳米技术领域的研究和开发所需的测试仪器要求能够在纳伏以下的精度范围内精确地和反复地测量极小的量。

    通信功能强
    互联网的发展也极大地影响了测试工具。目前具备Web功能的仪器已经相当普遍。大部分这样的仪器都具有以太网接口，从而可以与PC通信，或者与其他仪器连接构成完整的数据采集系统。

    测试界面的另外一个进步之处在于由LXI联盟推出的仪器用LAN扩展（LAN extensions for instrumentation，LXI）技术的广泛使用。

    目前，LAN接口已经成为多数国内外一线厂商推出测试工具的标准配置。对于其他通信接口而言， GPIB即IEEE 488仍然处于主导地位，这在很大程度上是因为该标准已经问世近30年了。作为第一个专门针对可编程仪器互联和控制的网络协议，这一并行接口已经被嵌入到市场上许多测试仪器上。它的标准数据速率是1Mb/s，在突发传输模式下最大为8Mb/s。
 

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nbsp;                 图1：RIGOL DM3000具有USB、LAN和GPIB等多种接口

    测试和测量应用中广为使用的另外一种接口就是USB。对于测试和测量应用而言，USB具有一些得天独厚的优势。通过PC插件板的优势，USB接口可以使用户方便地开发测试和测量应用。由于USB具有即插即用功能，对于快速测量应用来说相当方便，而且不需要额外的模拟电路。基于USB的仪器具有非常强高的灵活性，只要在每台笔记本或台式机安装上驱动程序和上位机控制程序，就可以使USB仪器应用在每台计算机上。因此，近来基于USB的数据采集产品已逐步确立了主流地位，数字万用表也正在向USB接口转移。DM3000正是一种整合了USB Host接口的数字万用表，而其他产品则是采用USB Device接口。

    智能化、人性化设计
    最近几年，人们开始在产品应用中使用软件控制各种测试系统。渐渐的，测试台上所用的仪器开始配置软件，用户能够开发专用的测试程序，并在测试仪器本身或PC上运行这些程序。有一些软件与测试仪器配套在一起使用，例如，RIGOL公司为DM3000系列配置的Ultralogger、Agilent公司为34xxx系列仪器配置的Benchlink等。这些软件的应用，对于提高DMM产品的智能化均大有助益。

    如今，从工业设计的角度充分考虑用户使用习惯，使产品真正具备了易用性，实现产品的人性化是所有产品都面临的重要挑战，DMM产品也不例外。目前，屏幕和键盘等产品细节上的改善成为最近推出的DMM产品的亮点。

    RIGOL推出的DM3000的屏幕采用256×64高分辨率87mm×21mm单色点阵液晶显示屏，支持简单波形显示和数据记录波形显示，甚至可以显示出数据采集点信息。其特别设置的清晰透明按键背光（LED照明）和操作提示，使仪器运行状态一目了然，使产品具备灵活和易于操作的特点。