优化自动化测试系统的测量精度

对测量精度与分辨率的需求，可以准确地评估仪器系统总的误差范围，并验证其是否符合测试的要求。而且，客户应主动咨询仪器厂商，以准确把握数据参数表中各个技术规范的含义和仪器的真正性能。

影响系统精度的几个重要因素

冷却和散热

影响设备精度的一大重要因素就是工作温度，因此，系统的冷却和散热就显得尤为的重要，良好的冷却效果不仅能够保证机箱和其中模块的稳定工作，更能提升相应板卡和电源的平均故障时间间隔(MTBF)参数。一些专业的测量总线标准，如PXI总线，在冷却和散热方面进行了严格的规范，包括对机箱中散热气流方向的定义、以槽为单位进行散热等(见图3)，确保系统在正常的工作温度下完成测量任务。

图3：NI PXI机箱采用的FLOWTHERM模型优化了每个槽位的冷却效果

(通过在机箱顶部加装出风口和槽位底部加装空气偏导器)

功率管理

和冷却和散热系统一样，稳定和充足的电源供给也是确保系统测量精度的必要条件，仪器厂商应该提供在不同电压情况下机箱电源所能提供的最大电流和相应的功率参数，尤其是在极限温度情况下(如

>50 °C)的功率的降额指标(见图4)，帮助用户充分的了解系统的功率分配情况，从而避免测量的不准确性甚至是仪器的异常死机。

有些专业的仪器厂商在设计和生产阶段会对系统进行满负荷的测试，评估其功率的分配和散热的效果等，确保机箱中每一个模块测量的准确性，这些都是对客户而言附加的保障。

图4：NI PXI 1042机箱的可用功率参数表及>50 °C情况下的降额功率

EMI/EMC认证

EMI/EMC认证是对整个测试系统在安全性和电磁兼容性等方面的保证，也是对各种工作环境下测量精度的保证。客户在选购仪器系统时，应注意相关的安全认证信息，除了厂商能够自我申明的CE认证外，更重要的是看能否通过一些第三方权威机构的安全认证，比较常见的如北美的FCC认证、澳大利亚的C-Tick认证和欧盟的Demko和TUV认证等。有些仪器厂商为了节约成本提供尽可能少的第三方认证或者只提供CE认证，这样的系统在安全性上难免会存在一些隐患，用户在采购测试系统时需要留心这一点。

电缆和接线方式

电缆以及接线方式作为自动化测试系统的必要组成部分，同样会对测量的精度产生重要的影响，尤其是对于一些小电流、小电压的测量。因此推荐采用高质量的电缆和专业的接线方式，最大程度的减少噪声的干扰，提高信号的信噪比，保证测量精度的最大化。

采用高质量的电缆

50/60 Hz的电源线噪声可能是最常见的噪声源，使用屏蔽的电缆或者同轴电缆可以最有效的去除这种噪声的干扰。可能有的客户会指望用后期的滤波来去除这种噪声，然而在低电流的测量中，50/60 Hz的电源线噪声很容易使电流表灵敏的前置放大电路达到饱和，这样一来，任何滤波都很难恢复之前的测量精度。因此，必须使用屏蔽的电缆。

漏电流是由于绝缘材料材质发生变化后(如污垢等)对地产生的微小电流，对于一些低电压的测量应用，推荐采用低泄漏和低热电动势(low-leakage and low-thermal EMF)的电缆，因为这样的电缆内外层都采用特富龙面料达到完全的绝缘，确保其屏蔽性和绝缘性，从而避免了漏电流的产生。

选用专业的接线方式

当测试系统小于50个测试点或者只有少量仪器时，可以很容易的通过一些接线盒或螺丝端子将仪器和待测设备相连。但对于成百上千个测试点或者多个仪器、甚至要求可重复配置或需要频繁通断的大型系统而言，往往需要采用专业的大规模互连系统。大规模互连系统是一种机械装置，用以方便大量待测设备输入输出信号的连接。该系统通常附带一些机械护栏，通过这样的护栏所有的信号可以快速地从仪器(通常在一个机柜中)连接到待测设备。大规模互连系统也会对经历反复连接/断开的仪器前端的线缆提供保护，避免其受到磨损和破坏。

重视校准服务

之前所讨论的一些因素都是在构建测试系统时需要考虑的，而在仪器使用的过程中，随着时间的推移，仪器中的电子器件的精度同样会发生偏差。如图5所示，持续工作的时间以及环境条件的影响都会加剧这样的偏差，给测量带来很大的不确定性。要想解决这个问题，就必须定期校准仪器。

图5：随着时间和环境的变化，测量误差会逐渐的变大

校准分外部校准和自校准两种。外部校准就是将仪器的当前性能与已知的标准精度进行比较，通过对仪器测量能力的调整，确保其测量精度在厂商提供的标准范围内。要想完成对一个仪器的外部校准，可以将其送回原厂，或者送至一个校准计量实验室进行校准。当然，如果有相应的校准条件，也可以自己实现外部校准。无论采取何种方式，重要的是要注意厂商所提