一、方案概述

本方案聚焦電子設(shè)備或其他被測(cè)物在常規(guī)及各類(lèi)極端工況下的溫度-功耗綜合表現(xiàn)，為機(jī)頂盒、路由器、工控機(jī)等產(chǎn)品提供“一體化采集 + 智能分析 + 環(huán)境適應(yīng)性評(píng)估”能力。系統(tǒng)以 PXIe 模塊化平臺(tái)為樞紐，將溫度采集卡、功率分析卡與控制-存儲(chǔ)單元集成于同一機(jī)框，并外接可編程溫箱，實(shí)現(xiàn)溫度-功耗測(cè)試與環(huán)境應(yīng)力加載的協(xié)同運(yùn)行。方案支持在 −40 ℃ 至 +150 ℃、10 %–98 % RH 的設(shè)定條件下同步記錄設(shè)備外殼環(huán)境溫度與功耗曲線(xiàn)，精確揭示設(shè)備散熱效果與能耗峰值。

系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。硬件部分由溫度采集卡、功耗采集卡、嵌入式控制器和高速存儲(chǔ)卡構(gòu)成，全部安裝在 PXIe 機(jī)箱這一模塊化載體內(nèi)。溫度采集卡負(fù)責(zé)多點(diǎn)熱電偶高速、高精度采樣；功耗采集卡同步測(cè)量電壓、電流并實(shí)時(shí)計(jì)算功率；嵌入式控制器通過(guò)背板高速總線(xiàn)協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)流，毫秒級(jí)寫(xiě)入大容量存儲(chǔ)，確保原始波形無(wú)損保留。PXIe 機(jī)箱提供高帶寬背板、抗振機(jī)械結(jié)構(gòu)和緊湊滑軌，可按現(xiàn)場(chǎng)需求定制尺寸與安裝方式，并支持即插即用地增插其他 PXIe 板卡，便于快速擴(kuò)展更多測(cè)試通道或功能模塊。

圖 1 PXIe數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)產(chǎn)品圖

ASMC控制與分析軟件統(tǒng)一調(diào)度除溫箱外的全部PXIe模塊，實(shí)時(shí)展示并同步存儲(chǔ)多通道溫度、電壓和電流數(shù)據(jù)，可一鍵批量導(dǎo)出。溫度測(cè)試時(shí)，系統(tǒng)連續(xù)繪制24 h曲線(xiàn)，支持單獨(dú)/合并視圖、高亮或隱藏任意通道，并即時(shí)標(biāo)注溫度與ΔT；功耗測(cè)試時(shí)，軟件基于同步電壓、電流計(jì)算瞬時(shí)功率，生成 ≥ 2min曲線(xiàn)并動(dòng)態(tài)顯示平均、實(shí)時(shí)、和最小值。測(cè)試系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖如下：

圖 2測(cè)試系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖

二、具體測(cè)試方案

2.1 測(cè)試系統(tǒng)原理

通過(guò)硬件與軟件的協(xié)同，本平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)物在標(biāo)定過(guò)程中的溫度變化、功耗等關(guān)鍵參數(shù)的同步測(cè)量與分析。測(cè)試過(guò)程從將被測(cè)物置入可編程高低溫交變?cè)囼?yàn)箱開(kāi)始，試驗(yàn)箱根據(jù)設(shè)定的溫濕曲線(xiàn)對(duì)設(shè)備施加環(huán)境應(yīng)力，模擬真實(shí)工作環(huán)境。外部可編程電源為被測(cè)物提供持續(xù)供電，必要時(shí)可接入輸出信號(hào)接收模塊，以實(shí)時(shí)判定設(shè)備在極端溫度下的功能狀態(tài)。溫度測(cè)量采用多通道熱電偶：探頭經(jīng)溫度采集卡由箱體外引入，既監(jiān)測(cè)被測(cè)物外殼或熱點(diǎn)，又專(zhuān)設(shè)一路環(huán)境溫度通道；通道數(shù)量可按項(xiàng)目需求自由配置。功耗測(cè)試則由功耗采集卡直接接入供電回路，同步采集電壓、電流并即時(shí)計(jì)算功率。所有采集板卡安裝于 PXIe 機(jī)箱，ASMC 控制與分析軟件統(tǒng)一調(diào)度硬件資源，實(shí)時(shí)可視化溫升與功率曲線(xiàn)。得益于模塊化板卡和可編程溫箱的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)可隨時(shí)擴(kuò)充測(cè)試通道或提高應(yīng)力等級(jí)，滿(mǎn)足后續(xù)迭代需求。

2.2數(shù)據(jù)采集與測(cè)試分析軟件ASMC介紹

ASMC 數(shù)據(jù)采集與測(cè)試分析軟件是一款功能全面且高效的測(cè)試工具，專(zhuān)為高精度數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)分析而設(shè)計(jì)。該軟件提供實(shí)時(shí)波形和頻譜顯示功能，能夠同步繪制各個(gè)溫度、電壓和電流通道的時(shí)域曲線(xiàn)，并支持快速切換至頻譜圖，幫助用戶(hù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)瞬態(tài)異�；蛟肼暦逯�。借助統(tǒng)一的硬件時(shí)鐘，ASMC實(shí)現(xiàn)了通道級(jí)同步采集，確保所有通道間的數(shù)據(jù)采集嚴(yán)格同步，為后續(xù)算法計(jì)算和對(duì)比分析提供精準(zhǔn)保障。

為滿(mǎn)足長(zhǎng)期穩(wěn)態(tài)或循環(huán)應(yīng)力測(cè)試需求，軟件可自動(dòng)生成24小時(shí)溫度曲線(xiàn)，每個(gè)測(cè)溫通道能連續(xù)繪制不少于24小時(shí)的溫度-時(shí)間曲線(xiàn)，完整記錄熱歷程。此外，ASMC還具備實(shí)時(shí)功耗曲線(xiàn)與統(tǒng)計(jì)指標(biāo)功能，能夠基于同步電壓、電流數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算功率，并生成至少2分鐘的功率曲線(xiàn)，顯示包括平均值、實(shí)時(shí)值、值和最小值等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

在測(cè)試過(guò)程中，ASMC通過(guò)實(shí)時(shí)ΔT計(jì)算功能，持續(xù)標(biāo)示當(dāng)前窗口的溫度，并與環(huán)境溫度通道進(jìn)行運(yùn)算，得出溫升ΔT，直觀(guān)呈現(xiàn)散熱效能。自動(dòng)化模塊控制則大大提升了操作便捷性，用戶(hù)可以通過(guò)同一界面一鍵啟動(dòng)、暫�；蛲Ｖ顾胁杉K（溫箱除外），避免頻繁切換軟件，提高操作效率。

為了滿(mǎn)足多樣化的分析需求，軟件還支持單獨(dú)/合并視圖功能，用戶(hù)可以放大獨(dú)立查看任意通道的曲線(xiàn)，或?qū)⒍鄠€(gè)通道的曲線(xiàn)疊加對(duì)比，輕松觀(guān)察不同測(cè)點(diǎn)或不同測(cè)試階段的變化趨勢(shì)。通過(guò)高亮/隱藏通道功能，用戶(hù)可以一鍵高亮關(guān)鍵曲線(xiàn)，未選通道自動(dòng)淡化或隱藏，保持界面簡(jiǎn)潔且重點(diǎn)突出。

ASMC支持本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)，確保長(zhǎng)時(shí)間測(cè)試過(guò)程中數(shù)據(jù)的完整性，并支持多格式導(dǎo)出，用戶(hù)可一鍵將測(cè)試結(jié)果導(dǎo)出為常用文件格式，便于后續(xù)離線(xiàn)分析或直接插入報(bào)告。此款軟件憑借其強(qiáng)大的功能和高效的操作界面，為測(cè)試人員提供了全面、可靠的數(shù)據(jù)采集與分析支持。

圖 3 ASMC通用測(cè)試軟件示意圖

2.3測(cè)試系統(tǒng)核心參數(shù)

溫度采集通道數(shù)：

溫度分辨率：

溫度采樣率：

支持熱電偶：

測(cè)溫范圍：

測(cè)溫精度：

功耗采集通道數(shù)：

功耗分辨率：

功耗采樣率：

電壓量程：

功率測(cè)量精度：

系統(tǒng) CPU：

系統(tǒng)內(nèi)存：

存儲(chǔ)容量：

持續(xù)讀取速度：

持續(xù)寫(xiě)入速度：

三、方案優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

單機(jī)多節(jié)點(diǎn)溫度-功耗同步采集：

集成化存儲(chǔ)與多源傳感器接入：

高集成度與環(huán)境可靠性：

高性能數(shù)據(jù)處理：

靈活定制擴(kuò)展：

實(shí)時(shí)可視化與自動(dòng)報(bào)表：

核心產(chǎn)品自研：

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多通道溫度-功耗數(shù)據(jù)采集分析及環(huán)境適應(yīng)性評(píng)估