自人類發(fā)展步入電子時(shí)代以來，隨著科技的飛速前進(jìn)，電子測(cè)量領(lǐng)域?qū)y(cè)量速度、精度和信息提取便捷性等方面的要求越來越高。在各種復(fù)雜測(cè)試過程中，萬用表尤其是臺(tái)式數(shù)字萬用表逐漸脫穎而出，并憑借其測(cè)量速度快、測(cè)量精度高、測(cè)量范圍廣、抗干擾能力強(qiáng)、便于信息交互以及使用方便等優(yōu)勢(shì)，受到了工程師們的青睞，是進(jìn)行精確測(cè)試測(cè)量不可或缺的重要工具之一。
但是，長(zhǎng)期以來高性能數(shù)字萬用表市場(chǎng)都被國外品牌所壟斷，Agilent（安捷倫）、Fluke（福祿克）、Keithley（吉時(shí)利）等廠商的產(chǎn)品充斥著高端市場(chǎng)。由于這些國外產(chǎn)品的性價(jià)比不佳，高性能數(shù)字萬用表一直難以得到普及。不久之前，北京普源精電科技有限公司（RIGOL）DM3000系列數(shù)字萬用表的問世打破了這一局面，以其完美的操作性和高性價(jià)比滿足了我國數(shù)字萬用表市場(chǎng)的殷切需求，使國產(chǎn)高性能測(cè)試測(cè)量?jī)x器得到工程師的廣泛認(rèn)可。
本篇以RIGOL DM3064數(shù)字萬用表為例，感受國內(nèi)數(shù)字萬用表的發(fā)展?fàn)顩r和技術(shù)水平。
初拿到RIGOL DM3064臺(tái)式數(shù)字萬用表，感覺外形設(shè)計(jì)美觀大方，機(jī)體做工精細(xì)。不但前后面板布局絲毫不比安捷倫等國外產(chǎn)品遜色，獨(dú)特的十字按鍵區(qū)更顯美觀、實(shí)用。還有包括半透明背光按鍵、嵌入式幫助等這些人性化設(shè)計(jì)降低了操作的復(fù)雜性，更容易上手。
圖1.DM3064前面板
圖2.DM3064后面板
RIGOL DM3064數(shù)字萬用表不但涵蓋了目前市面上臺(tái)式數(shù)字萬用表的所有常用功能，還增加了創(chuàng)新功能設(shè)計(jì)。首先，DM3064的功能覆蓋了六位半高精度數(shù)字萬用表，高速數(shù)據(jù)采集，自動(dòng)測(cè)量、巡檢，多種數(shù)學(xué)運(yùn)算，任意傳感器測(cè)量等多個(gè)方面。其次，DM3064支持RS-232、USB、LAN和GPIB接口，滿足了不同環(huán)境數(shù)據(jù)通訊的要求。值得一提的是DM3064不僅擁有USB Device接口，還擁有USB Host接口，這大大方便了U盤存儲(chǔ)和系統(tǒng)升級(jí)。第三，DM3064高達(dá)50KSa/s的數(shù)據(jù)采樣率可以捕捉高精度音頻波形等快速變化的數(shù)據(jù)，而2M的內(nèi)部存儲(chǔ)深度則使這些數(shù)據(jù)的紀(jì)錄更加方便。最后，DM3064采用256x64點(diǎn)陣液晶顯示，可支持簡(jiǎn)單波形顯示和數(shù)據(jù)記錄波形顯示，還可以顯示出數(shù)據(jù)采集點(diǎn)信息。
在實(shí)際操作中DM3064更可謂得心應(yīng)手。
1、常規(guī)的交直流電壓電流、電阻、電容、二極管、頻率等測(cè)量簡(jiǎn)單快捷，工程師們可以輕松掌握測(cè)量方法。在此基礎(chǔ)上，儀器也提供了高級(jí)菜單以便為高級(jí)用戶提供完善的服務(wù)。
2、Meas菜單可針對(duì)各種測(cè)量功能的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，工程師可根據(jù)具體情況改變默認(rèn)設(shè)置。測(cè)量參數(shù)菜單主要包括：短路、濾波、阻抗、消零，分別設(shè)置短路測(cè)試中的短路電阻值、交流濾波的帶寬范圍、電壓測(cè)量時(shí)的輸入阻抗以及進(jìn)行精確測(cè)量時(shí)的預(yù)清零。
3、在實(shí)際交流電壓測(cè)量工程中，濾波帶寬的選擇根據(jù)待測(cè)的交流頻率而定。帶寬的選擇決定著測(cè)量的穩(wěn)定性和精確性。以測(cè)量市電為例，默認(rèn)濾波選項(xiàng)為“中”，此時(shí)測(cè)量結(jié)果逼近真值速度較快，但是到達(dá)真值后電壓會(huì)有小幅波動(dòng)。濾波選項(xiàng)改為“慢”時(shí)，結(jié)果逼近真值速度較慢，可明顯看出數(shù)值從0開始向上積分，約用3S時(shí)間可逼近真值。到達(dá)真值后電壓波動(dòng)明顯小于上一情況。另外，濾波選項(xiàng)“快”適用于交流頻率較高的測(cè)試，此時(shí)測(cè)量結(jié)果逼近真值的速度將更為迅速。具體的頻率范圍與濾波帶寬的關(guān)系選擇可根據(jù)DM3064的使用手冊(cè)進(jìn)行設(shè)定。
4、消零功能相信大家并不陌生，用于在精確測(cè)量前的預(yù)校準(zhǔn)。例如在測(cè)量電阻或電壓前，短接表筆。此時(shí)由于表筆導(dǎo)線電阻的存在或感應(yīng)電壓的存在導(dǎo)致示數(shù)并不為0，進(jìn)行清零可使偏移誤差大大降低，測(cè)量結(jié)果更接近待測(cè)真值。
5、DM3064各量程的歷史測(cè)量數(shù)據(jù)保存在易失性存儲(chǔ)器中，不但方便查看，還可以把測(cè)量數(shù)據(jù)存入非易失性存儲(chǔ)器或通過USB Host接口存入移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備。
圖3.USB Host存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件
針對(duì)這一功能筆者進(jìn)行了實(shí)戰(zhàn)，在完成一系列交流電壓測(cè)量之后把結(jié)果存儲(chǔ)到U盤當(dāng)中。存儲(chǔ)界面十分友好（圖3），C盤為本機(jī)非易失性存儲(chǔ)器空間，A盤為可移動(dòng)存儲(chǔ)器空間。在這里給文件命名時(shí)稍有技巧：默認(rèn)光標(biāo)位于文件名的第一個(gè)字母，左右按鈕可選擇當(dāng)前位置的字母。當(dāng)選擇所需字母時(shí)如果要進(jìn)行光標(biāo)位置切換，需要先按一次上下鍵將輸入法關(guān)閉，再按左右鍵移動(dòng)光標(biāo)焦點(diǎn)，之后再利用上下鍵恢復(fù)輸入法。另外DM3064在支持單分區(qū)U盤、讀卡器的基礎(chǔ)上，還無法讀寫多分區(qū)移動(dòng)設(shè)備，這點(diǎn)在應(yīng)用時(shí)略顯不夠靈活。
6、RIGOL DM3064的最大亮點(diǎn)在于高速數(shù)據(jù)采集（Data Log）、自動(dòng)測(cè)量和巡檢方面的新突破。該產(chǎn)品采用新的A/D技術(shù)，在 位時(shí)可實(shí)現(xiàn)50,000讀數(shù)/秒的讀出速度，并能以同樣速度連續(xù)將數(shù)據(jù)發(fā)送至PC端，應(yīng)用DataLog軟件可以輕松進(jìn)行高速數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)。
在此也有個(gè)應(yīng)用的小竅門，即在高速數(shù)據(jù)采集過程中，DM3064可作為一臺(tái)低帶寬簡(jiǎn)單示波器使用，實(shí)時(shí)顯示輸入數(shù)據(jù)波形，這一點(diǎn)在不少實(shí)驗(yàn)中都是十分方便的。首先設(shè)置DataLog中高速采集的采樣頻率，進(jìn)而設(shè)置起始及結(jié)束條件。欲得到較長(zhǎng)時(shí)間的波形時(shí)需要把高速采集持續(xù)時(shí)間放的長(zhǎng)一些。啟動(dòng)測(cè)量后DM3064在記錄采樣數(shù)據(jù)的同時(shí)，實(shí)時(shí)顯示采樣數(shù)據(jù)的波形，功能類似一臺(tái)示波器（圖4）。此時(shí)，如配合電腦端軟件Ultra Logger可以使配置和讀取更加便捷，采集完畢后數(shù)據(jù)曲線、采樣時(shí)刻、采樣值都可以一覽無余。
圖4.高速數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)波形
圖5.Ultra Logger高速數(shù)據(jù)采集界面
7、DM3064的接口豐富，包括RS-232、USB、LAN和GPIB等。這些接口不僅可以現(xiàn)場(chǎng)操作，還可以連接互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、配置、監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸，完成在易燃易爆等惡劣環(huán)境中的遠(yuǎn)程測(cè)量工作。
例如，在進(jìn)行礦下環(huán)境監(jiān)測(cè)以及礦下救援時(shí)，井中的大量環(huán)境信息需要快速準(zhǔn)確獲取，但人員長(zhǎng)期在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量又存在相當(dāng)大的危險(xiǎn)性。如果此時(shí)應(yīng)用DM3064的任意傳感器測(cè)量和多路巡檢功能，配合LAN接口接入無線網(wǎng)絡(luò)，工程師便可完成井上安全測(cè)量監(jiān)控工作，大大降低了測(cè)量的危險(xiǎn)性和復(fù)雜性。
圖6.LAN設(shè)置界面
8、DM3064的自動(dòng)測(cè)量功能（多路巡檢）是其他同類產(chǎn)品所不具備的，它與任意傳感器測(cè)量這個(gè)創(chuàng)新之作一起，讓RIGOL以全新的理念打破了萬用表墨守陳規(guī)的局面。
這兩項(xiàng)強(qiáng)大功能的應(yīng)用，將在后續(xù)文章中著重介紹。
結(jié)束語
RIGOL DM3000系列臺(tái)式數(shù)字萬用表以其豐富的功能與人性化的設(shè)計(jì)成為了臺(tái)式數(shù)字萬用表市場(chǎng)中的一顆璀璨新星！創(chuàng)新的理念與出色的性價(jià)比使其突破以往國產(chǎn)高性能測(cè)試測(cè)量?jī)x器的技術(shù)壁壘并打開市場(chǎng)，成為了測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域的一把利器。它的出現(xiàn)，彌補(bǔ)了國產(chǎn)品牌在高端測(cè)試測(cè)量?jī)x器市場(chǎng)的缺憾，為民族數(shù)字化測(cè)量?jī)x器的發(fā)展掀開了新的一頁！
