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Agilent34410A/34411A61/2位高性能数字万用表应用指南目录引言1性能特性2应用和解决方案4理解快速测量13内置的网络服务器18结论19引言Agilent34410A和34411A是Agilent公司最新一代61/2位数字万用表。所取得的12项专利反映出这些新数字万用表研发期间的技术创新和测量专长。它们在工业标准Agilent34401A的成功基础上为台式应用和系统用户提供进一步增强的功能。无论您的应用是需要一般性测量，精密直流和交流测量，捕获机电信号波形，或是高吞吐率和高程序执行速度，Agilent这些新数字万用表覆盖的众多测量功能将能很好地满足您的应用要求。主要特性:Agilent34410A61/2位高性能数字万用表10,000读数/秒,@51/2位1,000读数/秒,@61/2位30PPM年基本直流精度LAN,USB和GPIB均为标准配置DCV,ACV,DCI,ACI,二线/四线欧姆频率、周期、连续性和二极管测试电容和温度测量宽测量范围数据记录，带有50K读数的非易失存储器符合LXIC类仪器标准Agilent34411A61/2位增强性能数字万用表除34410A所有特性外，再加上:50,000读数/秒，@41/2位1M读数存储器自动电平触发可编程预触发/后触发2这篇应用指南能使您了解如何在各种应用中使用这些新数字万用表的功能特性。34410A和34411A与Agilent34401A万用表后向兼容，并支持34401A仿真模式。您能在应用指南5989-4038CHCN“用新的Agilent34410A和34411A高性能数字万用表代替Agilent34401A”中看到34401A与新Agilent34410A及34411A数字万用表的比较，这篇应用指南提供了一些性能指标；但要得到全部测量和系统性能，请参看5989-3738CHCN“34410A/34411A万用表技术资料”。性能特性综述34410A和34411A是优秀的工作台和系统数字万用表。它们非常适合这两方面的应用，可提供从研发测试台环境到设计认证和生产制造为一致的路径。作为测试台用数字万用表，它们提供扩展的研发表征功能和特性。这里是为测试台用户提供的一些主要性能特性:占用测试台面积小极易使用的界面适用于设置和测量的双显示增强的探头套件，适用于表面贴装元件DCV,DCI,ACV,ACI,频率/周期，二线和四线欧姆二极管测试和连续性精密的电容测量偏置补偿电阻测量温度测量(热敏电阻和RTD)测量DC和AC信号同时进行峰值测量最高采样率工作时的统计运算极限检查，类似模拟方式的状态显示使用简便的的非易失存储器进行数据记录内置网络服务器适用于Excel电子表格的Intuilink软件在今天的电子世界中，表面贴装电阻和电容都非常小，并且没有标记。这些数字万用表带有可进行电容测量的高质量表面贴装探头，能帮助您把测试台上的杂乱元件重新归类，它所执行的是非常精确的电容测量。与精密直流或交流测量同时进行的峰值测量是一种重要的查错工具。内置的数据记录向导能让您提取任何功能，设置定时，命令数字万用表进行无人值守的测量，并把结果保存在非易失存储器中。您可通过LAN接口接到PC上，内置的网络服务器能把读数容易地直接粘贴到您的电子表格中，使用所提供的Intuilink软件记录来自USB、LAN和GPIB的数据。3卸掉橡胶减震支脚和提手，您就有了一台性能胜过VXI和PXI仪器的系统就绪数字万用表。您得到了在大批量制造应用，例如无线手机、蓝牙和汽车电子制造中更高的吞吐率。这里是系统用户要求的一些主要特性:前后输入端子易于使用的SCPI命令语言达50K读数/秒，连续传送至PC快速测量，可溯源的精度从读数保存高达270,000/s的读数检索亚毫秒级的命令分解亚微妙级的外触发反应时间硬件握手切换仪器用于波形捕获的精密采样定时器与测量DC和AC信号同时的峰值测量100MbitLAN,USB2.0和GPIB用于远程访问的网络服务器符合LXIC类仪器标准34401A仿真模式适用于IVI和LabVIEWTM的驱动程序这些数字万用表均是系统就绪仪器—您只要把它们开机，仪器就已准备好从前面板或使用网络浏览器工作。在使用产品前不需要麻烦的驱动程序安装。内置的网络服务器使您能从配有LAN端口的任何计算机完全控制数字万用表。只要您能接到eBay.com，您就能接到这些数字万用表，而不需要任何驱动程序软件。开发程序也极为容易。这些数字万用表配有Agilent强大的VISAI/O库，驱动程序，以及最流行程序开发环境程序例子，因此您几分钟就能完成编程，而不必花几小时时间。如果您正考虑在系统中更换34401A，您需要做的一切仅仅是用SYSTem:LANGuage34401A命令把34410A或34411A置于仿真模式。完全不需要重写程序，除非您要求更快和分辨率更高的测量。这种模式保持在非易失存储器中，因此当仪器关机后再重新开机时，数字万用表仍处于34401A状态。请参看应用指南5989-4038CHCN“用新的Agilent34410A和34411A高性能数字万用表代替Agilent34401A”。4应用和解决方案34410A和34411A是通用型数字万用表，对许多应用来说，它们有极高的性价比。无论您的应用在电子元器件、航空航天、通信、汽车、工业部门，还是其它需要进行DC和AC测量的应用，您都会发现34410A和34411A非常容易使用，性能也很高。下面的例子说明这些多用表的一些新能力，这是许多别的通用数字万用表所不具备的。再后面的理解快速测量部分讲述如何配置这些测量。具有高常模抑制的精密测量34410A和34411A用特殊的积分时间成形算法提高对直流测量中电源线引入噪声的常模抑制(NMR)能力。它是多次测量加权平均的递增或递减级数。这种特殊算法用于2、10和100的NPLC设置。1PLC的NMR规定为55dB，但在2PLC时，对于±0.1%的电源频率，抑制能力跳升到110dB。大多数数字万用表在10和100NPLC设置和0.1%电源频率偏移时的抑制能力只有60dB。积分时间成形算法建立了工作频率的更高凹陷，达到±1%时的75dB和±3%时的55dB。这样，它就能比市场上的多数其它数字万用表以更快的速率进行更精确的测量。精确的电容测量工程师在设计电路的时，了解电路中所使用电容的实际值是极为有利的。手持式和大多数51/2位数字万用表所采用的测量技术假定理想电容由理想恒流源充电，从而能按公式C=I/(dV/dt)确定电容值。这些仪器把对于薄膜电容(聚酯和聚丙烯电介质)的误差规定为1%或更高，但不规定对其它电介质电容器的误差。真实世界中电容器因介质吸收、泄漏、耗散因素和非线性等效串联电阻（ESR）而显现非理想行为。电流源也并非理想，因此这种时域直线近似技术会引入相当大的误差量。34410A和34411A使用专利时域算法抑制电容的某些非理想性能特性。最主要的是它的模数转换器能足够快地捕获到被测电容充电斜波上的多个点，而不会在测量中引入明显噪声。其次是恒流源没有显著的非线性行为，比如开机时的热跟踪。第三是数字万用表的内部电容和探头的引线电容可使用内置MATHNull功能校准，并在随后的测量结果中扣除这一最初测量的数据。5用这些技术获得了显著的精度改进。34410A和34411A数字万用表实际达到的精度要比0.5%的规定指标高得多。在对高精度电容标准的实验室测试中，这些数字万用表的性能达到了0.1%量级。即使是对较差的介质电容器，例如铝电解电容器的测量，也展示出很大的性能改进。无需PC的简单数据记录应用—您的上司要求您在午餐时间内测量计算机服务器机房的温度变化。他怀疑空调机产生快速和宽范围的温度改变。如何能立即开始测量，又不耽误预定的午餐时间呢?拿起34410A、探头和电源线把它们带到计算机机房定好传感器探头位置选择温度测量功能和传感器类型按DataLog键，设置1小时测量，间隔为1秒按Trigger键开始测量过程去午餐午餐返回后，测量已经完成。如果还没到1小时，您可按任何键立即停止数据记录过程。无论是哪种情况，读数都已保存在非易失存储器中。现在您:把数字万用表带回办公室接上LAN，启动PC的浏览器把读数从浏览器剪切和粘贴到您的电子表格把打印的图表交给上司这里是一些要点:不需要用计算机进行测量设置从前面板的设置方法非常容易34410A体积小，携带方便您不需要为收集数据编写或加载程序6与峰值测量相组合的DCV测量直流电源的输出往往存在着纹波。这些纹波电压规定为某一特定或更低的电平，并需要进行测试。交流信号的频率通常与电网相关，但开关电源会有更高的频率。例如图1所示带有交流成分的直流信号。常用的测量方法是进行DCV和ACVRMS这两项测量。但这种测量方法也受到一些限制:两次测量要花较多的时间，特别是改变功能和量程时一般ACVRMS测量缺少重要的峰值信息还需花时间通过数字处理得到峰值信息34410A和34411A数字万用表提供称为峰值测量的辅助测量功能，它能在进行精密DCV(或ACV)测量的同时激活。这里是对上述方法的改进:启用峰值测量功能用一个或多个工频积分时间进行精确的DCV测量，用以抑制供电电源频率和随机噪声。取回DCV和峰值测量数据峰值测量产生在DCV测量积分时间期间的20µs间隔，因此任何可检测峰值的宽度至少应达到20µs。从这两项测量可确定的情况包括:1.DCV和峰峰数据在容限内—通过2.DCV正确，但峰峰值超出极限—失败3.DCV略有超差，但峰峰值很好—失败第二和第三种情况的峰峰纹波电压存有疑问。第二种情况可能有过大的噪声尖峰，因为它未能从输出中滤除。第三种情况可能属失真，它产生的非对称AC成分在DCV测量中增加了DC成分。而此时的纹波可能仍保持同样的峰峰电压。主测量失败时需要有信号的更多信息。34411A提供50K读数/秒的波形捕获，可通过采样得到其它诊断信息。图1.5VDC7最小化其测试时间是生产制造中追求的目标，因此与单独进行DCV和ACV测量，或数字化和处理信号相比，精确DCV测量和峰值测量的组合能显著减少测试时间。所得到的另一好处是峰峰信息能更好说明电源输出信号的质量。使用电平触发的精确测量下面的波形(图2)代表手持式装置电池工作期间的耗用电流。要求是测量脉冲的平均直流值—仅在脉冲持续期间。这一脉冲没有可用作同步外触发的相关5V逻辑信号事件。最初会想到用大量高速测量捕获这一异步事件是唯一可行的解决方案—继而在计算机中处理波形得到结果。对带有模拟电平触发的数字万用表而言，这是相对简单的测量。不需要由外部TTL脉冲启动触发。把34411A设置为在脉冲上升沿的某一点(量程百分数)处触发。用触发延迟保证测量在脉冲的“平坦”部分开始，把模数转换器积分时间设置为能最大化测量精度，而不超出脉冲宽度持续时间的值。在这一例子中，对触发电平的100µs延迟把测量起点放在上升沿通过后。34411A能用1ms积分时间进行61/2位的测量。此外，任何DC测量都允许用峰峰测量功能捕获信号的峰峰成分，如前面的例子所述。图2.峰值探测在测量积分时间时隙内的20µs间隔进行8用直接采样ACV测试荧光灯的镇流器在荧光灯关闭时，灯管内的水银/蒸汽混合物是不导电的。在加电时，需要用300VAC的电压启动水银辐射的气体放电。通过低压水银蒸汽的电流放射紫外光。内部磷涂层有效地把大部分紫外光转换成可见光。根据灯管的瓦数，起辉后只需要用低得多的电压，通常为100VAC至175VAC的电压保持放电。需要用数字万用表测试镇流器电压，以保证向灯管施加正确的电压。这是一项ACV测量。许多数字万用表，包括Agilent34401A，在ACV测量时都使用模拟RMS转换器。虽然这些转换器能够测量高达1MHz的频率成分，但不能告诉数字万用表有关输入中存在短持续期高压尖峰的情况。这些短持续期尖峰对RMS成分的影响很小，因此得到的电压测量结果与预计电压可能有相当大的偏差。例如，镇流器除了起辉所需的300VAC信号外，还可能产生1kV甚至更高的尖峰。数字万用