一、方案概述

本方案聚焦電子設(shè)備或其他被測物在常規(guī)及各類極端工況下的溫度-功耗綜合表現(xiàn)，為機頂盒、路由器、工控機等產(chǎn)品提供“一體化采集 + 智能分析 + 環(huán)境適應(yīng)性評估”能力。系統(tǒng)以 PXIe 模塊化平臺為樞紐，將溫度采集卡、功率分析卡與控制-存儲單元集成于同一機框，并外接可編程溫箱，實現(xiàn)溫度-功耗測試與環(huán)境應(yīng)力加載的協(xié)同運行。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，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卡構(gòu)成，全部安裝在 PXIe 機箱這一模塊化載體內(nèi)。溫度采集卡負責(zé)多點熱電偶高速、高精度采樣；功耗采集卡同步測量電壓、電流并實時計算功率；嵌入式控制器通過背板高速總線協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)流，毫秒級寫入大容量存儲，確保原始波形無損保留。PXIe 機箱提供高帶寬背板、抗振機械結(jié)構(gòu)和緊湊滑軌，可按現(xiàn)場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，便于快速擴展更多測試通道或功能模塊。

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，實時展示并同步存儲多通道溫度、電壓和電流數(shù)據(jù)，可一鍵批量導(dǎo)出。溫度測試時，系統(tǒng)連續(xù)繪制24 h曲線，支持單獨/合并視圖、高亮或隱藏任意通道，并即時標(biāo)注溫度與ΔT；功耗測試時，軟件基于同步電壓、電流計算瞬時功率，生成 ≥ 2min曲線并動態(tài)顯示平均、實時、和最小值。測試系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖如下：

圖 2測試系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖

二、具體測試方案

2.1 測試系統(tǒng)原理

通過硬件與軟件的協(xié)同，本平臺可實現(xiàn)對被測物在標(biāo)定過程中的溫度變化、功耗等關(guān)鍵參數(shù)的同步測量與分析。測試過程從將被測物置入可編程高低溫交變試驗箱開始，試驗箱根據(jù)設(shè)定的溫濕曲線對設(shè)備施加環(huán)境應(yīng)力，模擬真實工作環(huán)境。外部可編程電源為被測物提供持續(xù)供電，必要時可接入輸出信號接收模塊，以實時判定設(shè)備在極端溫度下的功能狀態(tài)。溫度測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)測被測物外殼或熱點，又專設(shè)一路環(huán)境溫度通道；通道數(shù)量可按項目需求自由配置。功耗測試則由功耗采集卡直接接入供電回路，同步采集電壓、電流并即時計算功率。所有采集板卡安裝于 PXIe 機箱，ASMC 控制與分析軟件統(tǒng)一調(diào)度硬件資源，實時可視化溫升與功率曲線。得益于模塊化板卡和可編程溫箱的設(shè)計，系統(tǒng)可隨時擴充測試通道或提高應(yīng)力等級，滿足后續(xù)迭代需求。

2.2數(shù)據(jù)采集與測試分析軟件ASMC介紹

ASMC 數(shù)據(jù)采集與測試分析軟件是一款功能全面且高效的測試工具，專為高精度數(shù)據(jù)采集和實時分析而設(shè)計。該軟件提供實時波形和頻譜顯示功能，能夠同步繪制各個溫度、電壓和電流通道的時域曲線，并支持快速切換至頻譜圖，幫助用戶及時發(fā)現(xiàn)瞬態(tài)異常或噪聲峰值。借助統(tǒng)一的硬件時鐘，ASMC實現(xiàn)了通道級同步采集，確保所有通道間的數(shù)據(jù)采集嚴(yán)格同步，為后續(xù)算法計算和對比分析提供精準(zhǔn)保障。

為滿足長期穩(wěn)態(tài)或循環(huán)應(yīng)力測試需求，軟件可自動生成24小時溫度曲線，每個測溫通道能連續(xù)繪制不少于24小時的溫度-時間曲線，完整記錄熱歷程。此外，ASMC還具備實時功耗曲線與統(tǒng)計指標(biāo)功能，能夠基于同步電壓、電流數(shù)據(jù)實時計算功率，并生成至少2分鐘的功率曲線，顯示包括平均值、實時值、值和最小值等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

在測試過程中，ASMC通過實時ΔT計算功能，持續(xù)標(biāo)示當(dāng)前窗口的溫度，并與環(huán)境溫度通道進行運算，得出溫升ΔT，直觀呈現(xiàn)散熱效能。自動化模塊控制則大大提升了操作便捷性，用戶可以通過同一界面一鍵啟動、暫�；蛲Ｖ顾�有采集模塊（溫箱除外），避免頻繁切換軟件，提高操作效率。

為了滿足多樣化的分析需求，軟件還支持單獨/合并視圖功能，用戶可以放大獨立查看任意通道的曲線，或?qū)⒍鄠�通道的曲線疊加對比，輕松觀察不同測點或不同測試階段的變化趨勢。通過高亮/隱藏通道功能，用戶可以一鍵高亮關(guān)鍵曲線，未選通道自動淡化或隱藏，保持界面簡潔且重點突出。

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

圖 3 ASMC通用測試軟件示意圖

2.3測試系統(tǒng)核心參數(shù)

溫度采集通道數(shù)：8 路溫度 + 1 路 CJC 溫度分辨率：24 bit 溫度采樣率： 256 S/s（全通道同步） 支持熱電偶：J、K、T、E、N、B、R、S 測溫范圍：−200 ℃ ～ +1300 ℃（隨熱電偶類型而定） 測溫精度：±0.1 ℃（典型） 功耗采集通道數(shù)：8 路  功耗分辨率：12 bit 功耗采樣率： 500 kS/s 電壓量程：0 V ～ 10 V  功率測量精度：±0.5 % FS（典型） 系統(tǒng) CPU：Intel Core™ i7-6820EQ，2.8 GHz（睿頻 3.5 GHz） 系統(tǒng)內(nèi)存：默認 16 GB（可擴展至 32 GB） 存儲容量： SSD 16 TB 持續(xù)讀取速度：6.67 GB/s 持續(xù)寫入速度：6.53 GB/s

三、方案優(yōu)勢特點

單機多節(jié)點溫度-功耗同步采集：一套PXIe平臺即可并行采集多路溫度探頭與多通道電壓/電流信號，毫秒級時間對齊，避免分散儀器并聯(lián)帶來的同步誤差與布線復(fù)雜。 集成化存儲與多源傳感器接入：16 TB存儲卡直接插裝機框，長時高頻數(shù)據(jù)一次寫入完成；電壓、電流、溫度等信號統(tǒng)一接入對應(yīng) PXIe 專用采集卡，布線更簡潔、同步性更佳。 高集成度與環(huán)境可靠性：溫度采集卡、功耗采集卡、控制器與存儲卡全部安裝在 PXIe 機箱內(nèi)，抗振結(jié)構(gòu)與工業(yè)背板杜絕跳線脫落風(fēng)險，適應(yīng)-40 ℃~+70 ℃ 高濕 / 高振場景長期穩(wěn)定運行。 高性能數(shù)據(jù)處理：嵌入式控制器配備多核CPU與FPGA加速邏輯，實時計算 ΔT、瞬時功率及統(tǒng)計參數(shù)，處理性能遠優(yōu)于常規(guī)三防平板或筆記本，保證數(shù)據(jù)時效與準(zhǔn)確。 靈活定制擴展：模塊化板卡設(shè)計支持按需增插高速采樣卡、CAN/LVDS總線卡等，軟件開放API允許二次開發(fā)腳本與算法，輕松適配研發(fā)驗證、產(chǎn)線抽檢或診斷等多場景。 實時可視化與自動報表：ASMC軟件同步顯示溫升與功耗曲線，可在測試過程中即時高亮關(guān)鍵通道并自動生成測試報告，顯著縮短“測試-分析-決策”閉環(huán)周期。 核心產(chǎn)品自研：存儲卡、控制器、數(shù)據(jù)采集機框等核心設(shè)備均由度緯科技自主研發(fā)，確保產(chǎn)品的整體兼容性與一致性，維護更為便捷，提供更穩(wěn)定可靠的技術(shù)支持。