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分秒必爭(zhēng)報(bào)價(jià)歐美工業(yè)RMC TKL16.DPI-ES

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交付質(zhì)量把關(guān)，NI致力航天產(chǎn)品全生命周期測(cè)試驗(yàn)證

，由于航空航天產(chǎn)品的特殊性對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量的要求可以說(shuō)比任何一種產(chǎn)品都要苛刻。對(duì)于航空航天域的測(cè)試仿真設(shè)備而言，為了實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)制造到實(shí)驗(yàn)的完整能力，一方面需考慮研制、生產(chǎn)、維護(hù)過(guò)程的縱向綜合化發(fā)展，另一方面則是多型號(hào)裝備協(xié)同保障能力的橫向綜合化發(fā)展，同時(shí)需要采用相同的標(biāo)準(zhǔn)軟、硬件，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，如此才能具備較高的可信度和可維護(hù)性。

對(duì)此，中國(guó)航發(fā)控制系統(tǒng)研究所部長(zhǎng)助理/業(yè)室主任黃學(xué)進(jìn)在NIDays Asia上指出“基于這樣的趨勢(shì)，中國(guó)航發(fā)控制系統(tǒng)研究所正在構(gòu)建系統(tǒng)綜合仿真器SIE，主要用于被測(cè)對(duì)象基于全生命周期測(cè)試與驗(yàn)證的完整解決方案。SIE采用通用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)，包括了ATE、TPS和TUA三部分，并量使用了NI的軟硬件解決方案。比如在用戶界面與建模仿真中，使用的就是NI LabVIEW和VeriStand。在實(shí)時(shí)采集及控制中，則使用了NI數(shù)采、通訊等板卡硬件。通過(guò)使用NI成熟的產(chǎn)品，我們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程極地提高了測(cè)試效率，并降低測(cè)試的成本。”

圖3NI與中國(guó)航發(fā)控制系統(tǒng)研究所共同打造SIE系統(tǒng)綜合仿真器

事實(shí)上，SIE系統(tǒng)的目標(biāo)研究方向涉及到了實(shí)時(shí)數(shù)采、故障注入、接口適配、信號(hào)調(diào)理、人機(jī)交互與視景仿真等多個(gè)核心技術(shù)。通過(guò)構(gòu)建SIE系統(tǒng)，可助力產(chǎn)品全生命周期的測(cè)試與驗(yàn)證，包括需求定義的模型在環(huán)、快速原型，工程的開(kāi)環(huán)測(cè)試、部件測(cè)試和閉環(huán)仿真，交付的檢驗(yàn)和維護(hù)等等，可幫助研發(fā)人員對(duì)在研產(chǎn)品進(jìn)行各種類型充分的測(cè)試和驗(yàn)證，消除缺陷和風(fēng)險(xiǎn)，程度保障產(chǎn)品的交付質(zhì)量。黃學(xué)進(jìn)表示“產(chǎn)品的可行度挑戰(zhàn)是航空航天產(chǎn)品的關(guān)鍵，我們將與NI協(xié)同合作、致力創(chuàng)新，緊跟技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，為客戶提供業(yè)的技術(shù)服務(wù)。”

助力產(chǎn)業(yè)鏈起飛，上海交與NI攻堅(jiān)航空發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試挑戰(zhàn)

關(guān)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)試，往往受限于設(shè)計(jì)理論與模型、材料與制造工藝、試驗(yàn)與仿真、標(biāo)準(zhǔn)與計(jì)量等技術(shù)基礎(chǔ)，使得其在性能、可靠性與耐久性等測(cè)試方向上面臨很的挑戰(zhàn)！目前，上海交通學(xué)航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究院正聯(lián)合NI，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研合作的方式來(lái)應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，致力于支撐航空發(fā)動(dòng)機(jī)域的OEM廠商、相關(guān)試航審定單位等產(chǎn)業(yè)鏈上下游，提供結(jié)構(gòu)完整性與可靠性等驗(yàn)證服務(wù)。

“為了達(dá)成對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)試目標(biāo)，研究院與NI已建成了關(guān)鍵的測(cè)試與驗(yàn)證平臺(tái)。”上海交通學(xué)歐陽(yáng)華博士稱，“基于NI的適用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)測(cè)量的測(cè)控系統(tǒng)與分析軟件的完善性，這一測(cè)試項(xiàng)目運(yùn)用了NI的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與分析系統(tǒng)，來(lái)幫助完成關(guān)鍵的壓氣機(jī)測(cè)試。”從壓氣機(jī)的測(cè)試特性來(lái)講，首先要測(cè)試壓氣機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)的綜合特性曲線。為了得出這一條曲線，需要先采集壓力、溫度、應(yīng)力、流量等參數(shù)，同時(shí)還要考慮臺(tái)架等設(shè)施裝備的可靠運(yùn)行，如振動(dòng)特性。整體而言，除了傳感器的測(cè)試，更有海量的通道信號(hào)測(cè)試，所有信號(hào)還需實(shí)時(shí)處理通常，差速器殼制造商需要在機(jī)床上同時(shí)執(zhí)行各種方式的測(cè)量來(lái)監(jiān)控差速器殼質(zhì)量并允許工程師修正制程。 然而，生產(chǎn)商需要設(shè)法減少高昂的定期維護(hù)次數(shù)和量的資金投入，并努力縮短生產(chǎn)周期。從一個(gè)典型的差速器殼制造過(guò)程著手，我們來(lái)說(shuō)說(shuō)如何提高產(chǎn)能和工件質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)零廢品率?？蠢啄峤B技術(shù)給制造商帶來(lái)的什么好處？

典型差速器殼制造過(guò)程 — 未使用Equator™比對(duì)儀

擺在制造商眼前的挑戰(zhàn)可不少！比如

1、在一臺(tái)設(shè)備上檢測(cè)不同工件型號(hào)

當(dāng)前檢測(cè)方法所需量具的購(gòu)置成本高，且只能用于檢測(cè)一個(gè)工件。要檢測(cè)所有工件型號(hào)，則需購(gòu)買許多類似量具。由于對(duì)現(xiàn)有量具進(jìn)行改造并重新利用很困難且成本高昂，因此要測(cè)量新工件通常需要購(gòu)買新量具。

2、提高制程產(chǎn)能和質(zhì)量

目前機(jī)床加工誤差會(huì)導(dǎo)致廢品產(chǎn)生。因此我們的目標(biāo)是通過(guò)改進(jìn)制程控制來(lái)實(shí)現(xiàn)零廢品率。

3、在加工節(jié)拍內(nèi)檢測(cè)關(guān)鍵特征

檢測(cè)關(guān)鍵特征可保平衡性以及球面中心與內(nèi)孔對(duì)齊。由于存在多個(gè)檢測(cè)階段，檢測(cè)會(huì)比較耗時(shí)，進(jìn)而導(dǎo)致無(wú)法與生產(chǎn)周期同步。

那么，差速器殼的檢測(cè)要求？

制程剖析

對(duì)于制造商面對(duì)的問(wèn)題，工程師利用雷尼紹ProductiveProcessPyramid™（高效制造過(guò)程金字塔解決方案）分析差速器殼制造過(guò)程的關(guān)鍵要素， 來(lái)迎接制造商的挑戰(zhàn)。該框架是用于識(shí)別和控制在加工過(guò)程的各個(gè)主要階段可能發(fā)生的變化。

對(duì)于這一過(guò)程，控制變化的方法包括機(jī)床維護(hù)和校準(zhǔn)、刀具破損檢測(cè)以及通過(guò)車間比對(duì)測(cè)量進(jìn)行檢測(cè)和反饋。

羅德與施瓦茨公司的R&S RTO和R&S RTP示波器推出的新選件可以幫助開(kāi)發(fā)工程師更深入地了解其傳輸接口的每一個(gè)抖動(dòng)成分。現(xiàn)在，工程師可以將抖動(dòng)分離為隨機(jī)性抖動(dòng)和定性抖動(dòng)，并靈活地查看結(jié)果以進(jìn)行有效的調(diào)試。羅德與施瓦茨使用參數(shù)信號(hào)模型分離算法以獲得精的測(cè)量以及額外的附加結(jié)果。

羅德與施瓦茨開(kāi)發(fā)了一種創(chuàng)新而強(qiáng)的方法來(lái)分析抖動(dòng)的各個(gè)組成部分，從而讓電路設(shè)計(jì)者能夠獲得的深入了解，這對(duì)于調(diào)試高速信號(hào)是非常有價(jià)值的。

隨著數(shù)據(jù)速率的提高和電壓擺幅的減小，數(shù)字接口的抖動(dòng)占據(jù)了信號(hào)間隔的很比例，同時(shí)也成為潛在的故障源頭。因此工程師來(lái)需要能夠精測(cè)量信號(hào)抖動(dòng)的工具，包括將其分離成各個(gè)抖動(dòng)成分。新的R&S RTO-/ RTP-K133高抖動(dòng)分析選件引入了一種分析方法來(lái)分離出各個(gè)抖動(dòng)成分，如隨機(jī)性抖動(dòng)和定性抖動(dòng)（如數(shù)據(jù)相關(guān)抖動(dòng)和周期性抖動(dòng)）。這種方法基于一種參數(shù)信號(hào)模型，該模型可以*表征被測(cè)的傳輸鏈路。

羅德與施瓦茨這種方法的核心優(yōu)勢(shì)在于，它的抖動(dòng)模型包括了被測(cè)信號(hào)的完整波形特征，而相比之下，傳統(tǒng)方法將數(shù)據(jù)縮減為一組時(shí)間間隔誤差測(cè)量值。因此，即使是相對(duì)較短的信號(hào)序列，新的方法也可以獲得一致的測(cè)量數(shù)據(jù)，以及先前不可用的信息如階躍響應(yīng)，或垂直和水平周期性抖動(dòng)之間的區(qū)別。工程師可以從抖動(dòng)表現(xiàn)的深層次細(xì)節(jié)中獲益，包括合成眼圖，所有單個(gè)抖動(dòng)成分的直方圖，周期性抖動(dòng)的頻譜和峰值視圖，以及用于估算誤碼率的浴盆圖。

羅德與施瓦茨高副總裁兼示波器部門負(fù)責(zé)人Josef Wolf表示，R&S RTO-/ RTP-K133選件將受到市場(chǎng)歡迎。他提到“我們非常自豪為市場(chǎng)帶來(lái)了這種先進(jìn)的方法，這是近二十年來(lái)對(duì)示波器抖動(dòng)分離進(jìn)行真正改進(jìn)的新方法。利用新的高抖動(dòng)組件，我們可以幫助工程師獲得更多其信號(hào)抖動(dòng)特征的深層次細(xì)節(jié)。”

這個(gè)新的抖動(dòng)分離組件為工程師擴(kuò)展了信號(hào)完整性調(diào)試功能，補(bǔ)充了業(yè)界僅有的集成式時(shí)域反射（TDR）/時(shí)域傳輸（TDT）測(cè)量方法，以及在單個(gè)示波器中的實(shí)時(shí)去嵌入功能體溫檢測(cè)是我們居家，出入社區(qū)或工作場(chǎng)所以及出行中的必要監(jiān)測(cè)。紅外體溫檢測(cè)儀通過(guò)非接觸式測(cè)溫有助于減少接觸傳染。在這里我們來(lái)和家談?wù)勥@個(gè)系統(tǒng)和主要的設(shè)計(jì)方案。

MSP430系列單片機(jī)是德州儀器（TI）公司1996年開(kāi)始推向市場(chǎng)的一種16位超低功耗RISC混合信號(hào)處理器，基于該系列產(chǎn)品開(kāi)發(fā)出來(lái)的應(yīng)用不計(jì)其數(shù)，數(shù)不勝數(shù)，尤其是面向傳感與檢測(cè)類終應(yīng)用，因其在片上集成有高性能ADC、LCD驅(qū)動(dòng)、串口通訊、PWM輸出等模塊，成為了紅外體溫檢測(cè)儀廠商的。配合TI提供的豐富的線上軟硬件設(shè)計(jì)資源，使得開(kāi)發(fā)人員可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程，快速開(kāi)發(fā)紅外體溫檢測(cè)儀原型機(jī)，同時(shí)節(jié)省電路板空間從而降低成本。

下圖提供了基于MSP430單片機(jī)和TI電源管理、放器及溫度傳感器器件的紅外溫度檢測(cè)儀系統(tǒng)解決方案。

圖1:紅外體溫檢測(cè)儀系統(tǒng)框圖

MSP430系列單片機(jī)作為方案的主控MCU，可為測(cè)溫儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案提供以下功能和特性

豐富的外設(shè)滿足測(cè)溫儀設(shè)計(jì)需求

1、MSP430片上集成的逐次逼近式SAR ADC或高分辨率Sigma-Delta ADC配合TI的TLV333放器對(duì)模擬型紅外溫度傳感器采集到的高精度信號(hào)量進(jìn)行采樣并轉(zhuǎn)換數(shù)字溫度量，同時(shí)可以對(duì)電池電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；

2、MSP430片上集成的LCD驅(qū)動(dòng)模塊，可以幫助開(kāi)發(fā)人員為測(cè)溫儀快速實(shí)現(xiàn)LCD顯示的設(shè)計(jì)。MSP430FR4133內(nèi)置的高達(dá) 4×36 段或 8×32 段 LCD 驅(qū)動(dòng)模塊，更是支持LCD的Segment和COM管腳的靈活配置，可以簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)人員的PCB設(shè)計(jì)；

3、I2C串口通訊接口可以滿足高精度數(shù)字溫度傳感器或數(shù)字型紅外溫度傳感器、數(shù)字型接近傳感器等輔助傳感元件的信號(hào)采集和輸入；

4、片上集成的定時(shí)器模塊可以輸出多路PWM信號(hào)以驅(qū)動(dòng)測(cè)溫儀指示燈、蜂鳴器等裝置；

5、GPIO在超低功耗模式下的中斷使能，可以為電池供電的測(cè)溫儀系統(tǒng)提供待機(jī)模式下的快速按鍵響應(yīng)。

超低功耗設(shè)計(jì)助力測(cè)溫儀的長(zhǎng)續(xù)航和高使用頻次

MSP430系列單片機(jī)從1996年推出至今，一直以超低功耗作為產(chǎn)品的家族基因，為產(chǎn)品的低功耗設(shè)計(jì)提供豐富的低功耗智能外設(shè)。因?yàn)楦哳l次使用，紅外體溫檢測(cè)儀對(duì)設(shè)備電池供電的續(xù)航和使用頻次要求頗高，因此測(cè)溫儀的低功耗運(yùn)行便成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

豐富的產(chǎn)品系列提供了靈活的內(nèi)存選擇

MSP430系列單片機(jī)提供片上16KB以上存儲(chǔ)器可以滿足多數(shù)測(cè)溫儀產(chǎn)品的內(nèi)存需求。該系列豐富的產(chǎn)品家族更是提供高達(dá)512KB的多種內(nèi)存選擇，用戶選擇不同內(nèi)存小的同時(shí)無(wú)需過(guò)多的工作量便可以快速遷移現(xiàn)有設(shè)計(jì)?？蔀闇y(cè)溫儀推薦的產(chǎn)品型號(hào)有

表1紅外體溫儀MCU產(chǎn)品型號(hào)推薦

圖1的方案中同時(shí)包括了TI豐富的電源管理、信號(hào)鏈和傳感器產(chǎn)品。

TPS61099 系列芯片是門針對(duì)需要超低功耗應(yīng)用的升壓芯片，首先，靜態(tài)功耗僅僅為800nA，而且輸入電壓低至0.7V，可以支持單節(jié)干電池供電，同時(shí)在輸入1.5V，輸出3.3V/10uA條件下可達(dá)到80%的效率。TPS61099x系列芯片提供輸出可調(diào)版本和輸出固定版本兩種供客戶選擇，固定版本支持1.8V～5.0V幾乎各種常見(jiàn)輸出電壓。

TPS62170降壓轉(zhuǎn)換器提供低IQ，有助于延長(zhǎng)系統(tǒng)的電池壽命，尤其是在不使用系統(tǒng)時(shí)。此外，它還支持在 2 MHz 以上的切換頻率下實(shí)現(xiàn)高效率，以幫助設(shè)計(jì)人員減少所需電感器的小，從而減小整個(gè)解決方案的小。

TLV333運(yùn)放是TI的零溫漂運(yùn)放系列產(chǎn)品，具有高精度低功耗的特點(diǎn)。一方面，該運(yùn)放的超低輸入失調(diào)電壓（15 ?V max）和低溫漂（0.02μV/℃)利于小化溫度檢測(cè)誤差，其軌到軌輸入/輸出性能幫助化動(dòng)態(tài)范圍。另一方面，低靜態(tài)電流（28 ?A max）、低電壓（1.8V to 5.5V）和小尺寸封裝（小SC70封裝），加上-40℃ 至+125℃的工作溫度范圍，非常適合手持式或電池供電的醫(yī)療設(shè)備。此外，該運(yùn)放系列也有雙通道（TLV2333）和四通道（TLV4333）的選擇。

在某些系統(tǒng)中可能需要更快的建立時(shí)間和更低的噪聲來(lái)幫助加快溫度測(cè)量。對(duì)于這些情況，OPA388是替代TLV333的不錯(cuò)選擇。OPA388將提供較低的輸入失調(diào)電壓（值為5μV），較低的噪聲（7 nV / rt（Hz））和更快的建立時(shí)間（2μs），所有這些都將有助于小化建立時(shí)間和所需的平均采樣數(shù)量達(dá)到的溫度分辨率。

TI具有多種運(yùn)算放器，可用于模擬傳感元件和ADC之間的信號(hào)接口。下表列出了其他可以適用于此設(shè)計(jì)的放器，所有放器均采用雙重封裝我們的地球是一個(gè)藍(lán)色的星球，水資源似乎非常豐富。然而，只有2.5%的水是可用的淡水。與此同時(shí)，人口的增加和工業(yè)化的快速發(fā)展對(duì)自然水資源提出了巨的需求。 將來(lái)可用的淡水來(lái)少了。在這種前提下，高效、高容量的清水供應(yīng)、對(duì)地球和整個(gè)地區(qū)的發(fā)展進(jìn)行生態(tài)友好的污水處理日益重要。

淡水供應(yīng)域日益嚴(yán)峻的形勢(shì)迫使制水者，不僅要始終如一地追求過(guò)程測(cè)量的定性和實(shí)用性，而且要比過(guò)去更密切地控制效益。