数字万用表在电源测试行业中的应用

引言

　　随着电源技术的不断发展和创新，用户对电源的效率、性能和成本提出更高要求，而对于电模压电感器源工程师们来说，在设计复杂电源的过程电感生产厂家中，如何高效准确的验证电源性能和测试电源参数，成为工程师们满足用户需求、提高企业效益的关键所在。
目前，电源企业对开关电源的测试主要采用程控测试，由一台工业计算机和相应的测试仪器、上位机软件组合而成，这种方法不仅能够提高测试效率、降低成本，而且能够加快测试速度、提高测试准确度和精确度。因此，各大电源企业需要更高性价比、满足多种电源测试的通用测量仪器。本文是RIGOL深入多家电源企业调研后，推出的利用RIGOL数字万用表提高电源检测的解决方案，并介绍了DM3052数字万用表在国内一家知名电源企业的应用实例。

数字万用表如何实现高效测量

　　原理框图

　　RIGOL DM3000系列数字万用表在实现基本的直流电压测量时，首先根据电压大小将其衰减到A/D采样芯片的基准电压2.5V以下，然后进行采样，将结果传送到FPGA中处理，最后得到电压数值；而交流电压的测量，则是在衰减后通过专门的工字电感交流电压转换芯片转换为对应等效的直绕行电感器流电压，再测量这个直流电压即可得到交流电压值；测量电阻及电容时，采用恒流源充放电方法，测量压降或充电时间。此外，面向用户的操作和显示部分，则使用基于DSP的数字信号处理模块进行处理。DM3000系列数字万用表测试原理框图如图1示。

　
图1 DM3000系列数字万用表原理框图
　
图2 带共模干扰的+5V直流信号
　
图3 受干扰的200kHz交流电压信号

提高测量速度

　　通常生产线上对测试速度的要求很高，高速度意味着产品测试周期短，可以大大减小产品生产的时间成本，有利于提高生产效率。通过使用不同厂家的万用表进行测试比较， DM3052数字万用表测量速度相比同类万用表最高。

　　在程控测试中，以测量直流24V电压为例，若同一测试平台上采用中速测量，同类万用表所需要的时间为360ms，而DM3052只需要250ms。若在一个测试平台上连续测量直流电压、交流电压、频率、电阻等177个项目，并选用快速，中速或慢速三种不同的测量模式，DM3052完成这一整套测量只需要88s, 相比同类万用表时间缩短了10s左右。

　　另一方面，DM3052数字万用表特有的多量程设置，快速自动寻档功能加快了测量速度。自动化的生产检测通常用上位机软件控制一套测试平台，一方面由于设备面板具有封闭性，不允许手动操作；另一方面项目设置具有灵活性和多样性，不可能以偏盖全的在软件中设固定的手动量程，因此是否能够自动及时地寻找合适的档位非常关键。目前市场上同类产品有两个弊病：一是自动寻档速度慢，二是自动寻档超时会死机。DM3052解决了这两大问题，寻档速度超过以往同类产品，以测量直流电压smd电感器3.3mV到5V为例，DM3052能够从200mV档到20V档自动寻档，到测量得到稳定的5V电压值，只需要234mS，速度远远快于同类万用表需要的640ms。

　　提高测量精度

　　对于电源企业的复杂测试需求，研发工程师经过反复试验，使 DM3052数字万用表在测量精度上具有5位半、4位半、3位半的读数精度，分别对应慢速，中速和快速等多种测量速度的需求。以在该企业的使用为例，分别采用快，中，慢三种设置测量直流48V电压，同一测试平台上所需要的时间分别为172mS、234mS、438mS，在生产线检测中，快速测量能够大大节省时间，也可用做快速变化信号的测量和分析，但存在测量读数准确度不足等问题。RIGOL DM3052数字万用表在技术上解决了这一问题，完全能够达到客户要求。以测量直流48V电压为例，快速测量和慢速测量的读数准确度分别为0.0008，0.0005，均完全达到了客户测试指标（0.004）。

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