NGI恩智NXI模塊化系列儀器
在智能制造與自動(dòng)化測控領(lǐng)域,模塊化儀器憑借其高集成度、靈活配置的優(yōu)勢,正逐步替代傳統(tǒng)分立儀器成為主流解決方案。NGI恩智作為電子電路與測控技術(shù)方案的領(lǐng)軍企業(yè),推出的NXI(Network eXtension Interface)模塊化儀器系列,融合以太網(wǎng)技術(shù)與模塊化設(shè)計(jì)理念,嚴(yán)格遵循IEEE802.3、TCP/IP及CAN2.0等標(biāo)準(zhǔn),構(gòu)建了覆蓋數(shù)據(jù)采集、數(shù)字IO、功率控制、仿真模擬等全場景的測控平臺(tái)。該系列以超高集成度、高速同步觸發(fā)、豐富板卡資源及便捷集成擴(kuò)展能力,在新能......
產(chǎn)品描述
在智能制造與自動(dòng)化測控領(lǐng)域,模塊化儀器憑借其高集成度、靈活配置的優(yōu)勢,正逐步替代傳統(tǒng)分立儀器成為主流解決方案。NGI恩智作為電子電路與測控技術(shù)方案的領(lǐng)軍企業(yè),推出的NXI(Network eXtension Interface)模塊化儀器系列,融合以太網(wǎng)技術(shù)與模塊化設(shè)計(jì)理念,嚴(yán)格遵循IEEE802.3、TCP/IP及CAN2.0等標(biāo)準(zhǔn),構(gòu)建了覆蓋數(shù)據(jù)采集、數(shù)字IO、功率控制、仿真模擬等全場景的測控平臺(tái)。該系列以超高集成度、高速同步觸發(fā)、豐富板卡資源及便捷集成擴(kuò)展能力,在新能源、汽車電子、半導(dǎo)體等領(lǐng)域展現(xiàn)出強(qiáng)勁競爭力,為用戶大幅減少測試空間、降低測試復(fù)雜性。NGI(恩智)的NXI模塊化儀器系列是專為電子電路與測控技術(shù)設(shè)計(jì)的模塊化解決方案,主要應(yīng)用于能源、電子/電池、航空航天等領(lǐng)域。以下是主要產(chǎn)品信息:
NXI系列數(shù)據(jù)采集卡采用"信號調(diào)理-模數(shù)轉(zhuǎn)換-數(shù)據(jù)傳輸"三級架構(gòu)。以高精度測量卡NXI-6400-1000/10為例,電壓測量通過精密分壓電阻網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)量程切換,1000V高量程采用高壓分壓模塊保障安全,100mV低量程則通過儀表放大器提升輸入阻抗;電流測量采用分流電阻與霍爾傳感器組合方案,小至1μA的微電流通過低噪聲運(yùn)算放大器放大后采集,10A大電流則利用霍爾效應(yīng)實(shí)現(xiàn)隔離測量。模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)采用16位Σ-Δ型轉(zhuǎn)換器,配合2500讀數(shù)/秒的采樣速率,實(shí)現(xiàn)30ppm的測量精度,數(shù)據(jù)經(jīng)FPGA預(yù)處理后通過千兆LAN傳輸至上位機(jī)。
溫度采集卡NXI-6500-16基于熱電偶的塞貝克效應(yīng),不同材質(zhì)熱電偶在溫度梯度下產(chǎn)生熱電勢,板卡內(nèi)置冷端補(bǔ)償電路消除環(huán)境溫度影響,通過多路復(fù)用器輪詢采集16通道信號,經(jīng)信號放大與ADC轉(zhuǎn)換后,結(jié)合熱電偶類型對應(yīng)的分度表實(shí)現(xiàn)溫度換算,0.02℃的分辨率滿足精密溫度監(jiān)測需求。
2. 數(shù)字IO與同步觸發(fā)原理
高速數(shù)字IO卡NXI-4101-32采用FPGA+LVDS接口架構(gòu),32通道獨(dú)立配置輸入/輸出方向,支持3.3V/5V電平切換。同步觸發(fā)通過機(jī)箱背板的10MHz時(shí)鐘信號實(shí)現(xiàn),所有通道基于統(tǒng)一時(shí)鐘沿動(dòng)作,同步誤差控制在1.25ns內(nèi)。PWM輸出功能由FPGA生成高精度時(shí)序信號,40MHz的最高頻率可滿足電機(jī)控制等高速場景;脈沖測量則通過計(jì)數(shù)器對輸入信號邊沿計(jì)數(shù),結(jié)合時(shí)鐘頻率計(jì)算頻率、周期等參數(shù)。
高壓IO卡NXI-4102-8/8針對3.3V~40V高壓場景,采用光電隔離電路實(shí)現(xiàn)控制端與高壓端的電氣隔離,隔離電壓達(dá)2000VDC,避免高壓信號干擾系統(tǒng)。串流采樣功能通過緩存10000個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)連續(xù)高速采集,配合同步觸發(fā)可精準(zhǔn)捕捉高壓IO的動(dòng)態(tài)變化過程。
3. 功率控制與仿真原理
可編程電源卡NXI-3106系列采用"PWM整流-DC/DC變換-反饋調(diào)節(jié)"架構(gòu),通過脈寬調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)輸出電壓/電流的精準(zhǔn)控制。CV模式下,電壓反饋環(huán)實(shí)時(shí)監(jiān)測輸出電壓,與設(shè)定值比較后調(diào)整PWM占空比;CC模式則通過電流采樣電阻反饋電流信號,實(shí)現(xiàn)恒流輸出。序列功能支持10組共1000步的電壓/電流曲線設(shè)定,可模擬電池充放電等動(dòng)態(tài)過程。CC&CV優(yōu)先權(quán)選擇功能可根據(jù)被測物特性切換,如給FPGA供電時(shí)選擇電壓優(yōu)先減少過沖,電池充電時(shí)選擇電流優(yōu)先保障安全。
電子負(fù)載卡NXI-3201系列的LED模擬功能是核心亮點(diǎn),傳統(tǒng)CR/CV模式無法模擬LED的非線性I-V特性,該板卡通過內(nèi)置LED等效模型,模擬電阻Ra與電壓源Vi串聯(lián)的特性,精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)LED在不同工作點(diǎn)的負(fù)載行為。過流保護(hù)(OCP)測試時(shí),負(fù)載以斜坡電流拉載,實(shí)時(shí)監(jiān)測被測電源電壓,當(dāng)電壓低于終止電壓時(shí)記錄電流值,實(shí)現(xiàn)OCP參數(shù)的自動(dòng)化測試。
可編程電阻卡NXI-5100系列采用精密電阻網(wǎng)絡(luò)與繼電器矩陣組合方案,通過繼電器切換不同阻值的電阻組合,實(shí)現(xiàn)0Ω~11.11MΩ的寬范圍調(diào)節(jié),1Ω的分辨率由高精度電阻與細(xì)分切換實(shí)現(xiàn)。NTC模擬功能通過預(yù)設(shè)電阻-溫度曲線,動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出電阻,滿足BMS對溫度傳感器的仿真測試需求。
工業(yè)制造場景中,NXI-F1080機(jī)箱搭配NXI-3106電源卡、NXI-3201負(fù)載卡及NXI-4301多路復(fù)用開關(guān)卡,構(gòu)建多通道電源測試系統(tǒng),4U空間支持16通道輸出,較傳統(tǒng)方案節(jié)省50%空間,同步帶載功能可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電源的協(xié)同測試。科研教育領(lǐng)域,其開放的驅(qū)動(dòng)接口與豐富的開發(fā)例程,為學(xué)生提供模塊化測控系統(tǒng)的實(shí)踐平臺(tái),助力創(chuàng)新研發(fā)。
NXI模塊化儀器系列以以太網(wǎng)技術(shù)為核心紐帶,通過模塊化設(shè)計(jì)打破傳統(tǒng)儀器的功能壁壘,實(shí)現(xiàn)測控資源的靈活組合與高效協(xié)同。從高精度測量到高壓仿真,從單通道測試到多機(jī)箱級聯(lián),該系列覆蓋了測控領(lǐng)域的核心需求,其測試原理基于成熟的電子測量技術(shù),結(jié)合FPGA、光電隔離等先進(jìn)技術(shù)提升性能。隨著新能源、半導(dǎo)體等行業(yè)的快速發(fā)展,NXI系列憑借"精準(zhǔn)、可靠、可擴(kuò)展"的優(yōu)勢,將持續(xù)為智能制造提供核心支撐,推動(dòng)測試技術(shù)向更高集成度、更高精度方向演進(jìn)。
溫度采集模塊
NXI-6501-16熱電偶溫度采集卡:支持熱電偶信號采集,適配工業(yè)溫度測量場景。
NXI-6510-8熱電阻溫度采集卡:適用于熱電阻溫度檢測,兼容多種傳感器類型。
數(shù)據(jù)采集模塊
NXI-6100-32/12高速數(shù)據(jù)采集卡:支持32/12通道高速數(shù)據(jù)采集,適用于工業(yè)自動(dòng)化測試。
N8060A/N8060C高速數(shù)據(jù)采集卡:替代型號為NXI-6100-32/12,支持多通道信號處理。
電源與負(fù)載模塊
NXI-3200系列電子負(fù)載卡:支持恒流/恒壓/恒功率等多種模式,功率范圍20W~50W,適用于電源設(shè)備測試。
NXI-3201系列電子負(fù)載:集成OCP/OVP保護(hù)功能,支持LED驅(qū)動(dòng)測試等場景。
輸出控制模塊
NXI-6200模擬量輸出卡:支持4/16通道電壓/電流輸出,適用于閉環(huán)控制系統(tǒng)。
該系列采用模塊化設(shè)計(jì),支持靈活組合以滿足不同測試需求,廣泛應(yīng)用于產(chǎn)線監(jiān)測、研發(fā)測試等領(lǐng)域。
NXI模塊化儀器整體架構(gòu)與核心優(yōu)勢
NXI模塊化儀器采用"測控機(jī)箱+功能板卡+主控卡"的核心架構(gòu),形成層次清晰、可靈活擴(kuò)展的測控體系。測控機(jī)箱作為硬件載體,提供電源供給、散熱管理及同步觸發(fā)總線,涵蓋NXI-F1080(17槽4U)、NXI-F1030(9槽2U)、NXI-F1020(2槽1U)等多規(guī)格型號,滿足不同集成密度需求,其中NXI-F1080單機(jī)箱可支持16塊功能卡與1塊主控卡,帶載功率達(dá)1000W,無需外置電源。主控卡作為數(shù)據(jù)交互核心,NXI-1000千兆LAN主控卡與NXI-1100萬兆LAN主控卡分別提供2Gbps、20Gbps高帶寬,支持多機(jī)箱級聯(lián)擴(kuò)展,實(shí)現(xiàn)分布式測試布局。 該系列的核心優(yōu)勢體現(xiàn)在三方面:一是高集成度,以NXI-3106電源卡為例,4U空間可實(shí)現(xiàn)16通道輸出,較傳統(tǒng)桌面電源節(jié)省50%空間;二是高速同步,通過硬件同步觸發(fā)機(jī)制,多通道同步誤差≤200ns,指令響應(yīng)速度≤1ms,滿足高精度協(xié)同測試需求;三是兼容適配,支持DLL驅(qū)動(dòng)、NI VISA驅(qū)動(dòng)及LabVIEW、C#等開發(fā)例程,兼容Modbus-RTU、SCPI等多協(xié)議,大幅縮短系統(tǒng)開發(fā)周期。核心產(chǎn)品分類及關(guān)鍵性能參數(shù)
NXI系列涵蓋五大類數(shù)十款板卡產(chǎn)品,覆蓋測控全流程需求,下表選取代表性產(chǎn)品,結(jié)合權(quán)威規(guī)格參數(shù)展現(xiàn)其性能優(yōu)勢:| 產(chǎn)品類別 | 型號 | 核心參數(shù) | 適用場景 |
| 數(shù)據(jù)采集與測量 | NXI-6400-1000/10 | DCV量程±100mV~1000V,精度30ppm;DCI量程1μA~10A;2500讀數(shù)/秒 | 半導(dǎo)體器件、汽車ECU高精度測試 |
| NXI-6500-16 | 16通道熱電偶采集,支持K/J/E等類型;精度±0.5℃;分辨率0.02℃ | 汽車制造、航空航天多點(diǎn)溫度監(jiān)測 | |
| 數(shù)字IO類 | NXI-4101-32 | 32通道CMOS電平;同步誤差1.25ns;支持PWM輸出(40MHz) | 汽車ECU數(shù)字信號檢測、工業(yè)控制 |
| NXI-4102-8/8 | 3.3V~40V高壓IO;8進(jìn)8出PWM;單通道采樣率20MS/s | 儲(chǔ)能BMS、工程機(jī)械控制器測試 | |
| 功率類 | NXI-3106系列 | 60W/通道;電壓6V~60V可選;支持CV/CC模式及1000步序列 | 大規(guī)模產(chǎn)線多通道供電測試 |
| NXI-3201系列 | 20W~50W;支持CC/CV/CP/CR/LED模式;4U支持16通道 | LED電源、鋰電池放電測試 | |
| 仿真類 | NXI-5100系列 | 0Ω~11.11MΩ;分辨率1Ω;精度≤2MΩ時(shí)0.1%+Rr | NTC溫度模擬、BMS電阻仿真 |
| 通訊與機(jī)箱 | NXI-F1080+NXI-1100 | 17槽4U機(jī)箱;萬兆主控卡20Gbps帶寬;支持同步觸發(fā) | 高通道密度自動(dòng)化測試系統(tǒng) |
核心測試原理深度解析
1. 數(shù)據(jù)采集與測量原理NXI系列數(shù)據(jù)采集卡采用"信號調(diào)理-模數(shù)轉(zhuǎn)換-數(shù)據(jù)傳輸"三級架構(gòu)。以高精度測量卡NXI-6400-1000/10為例,電壓測量通過精密分壓電阻網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)量程切換,1000V高量程采用高壓分壓模塊保障安全,100mV低量程則通過儀表放大器提升輸入阻抗;電流測量采用分流電阻與霍爾傳感器組合方案,小至1μA的微電流通過低噪聲運(yùn)算放大器放大后采集,10A大電流則利用霍爾效應(yīng)實(shí)現(xiàn)隔離測量。模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)采用16位Σ-Δ型轉(zhuǎn)換器,配合2500讀數(shù)/秒的采樣速率,實(shí)現(xiàn)30ppm的測量精度,數(shù)據(jù)經(jīng)FPGA預(yù)處理后通過千兆LAN傳輸至上位機(jī)。
溫度采集卡NXI-6500-16基于熱電偶的塞貝克效應(yīng),不同材質(zhì)熱電偶在溫度梯度下產(chǎn)生熱電勢,板卡內(nèi)置冷端補(bǔ)償電路消除環(huán)境溫度影響,通過多路復(fù)用器輪詢采集16通道信號,經(jīng)信號放大與ADC轉(zhuǎn)換后,結(jié)合熱電偶類型對應(yīng)的分度表實(shí)現(xiàn)溫度換算,0.02℃的分辨率滿足精密溫度監(jiān)測需求。
2. 數(shù)字IO與同步觸發(fā)原理
高速數(shù)字IO卡NXI-4101-32采用FPGA+LVDS接口架構(gòu),32通道獨(dú)立配置輸入/輸出方向,支持3.3V/5V電平切換。同步觸發(fā)通過機(jī)箱背板的10MHz時(shí)鐘信號實(shí)現(xiàn),所有通道基于統(tǒng)一時(shí)鐘沿動(dòng)作,同步誤差控制在1.25ns內(nèi)。PWM輸出功能由FPGA生成高精度時(shí)序信號,40MHz的最高頻率可滿足電機(jī)控制等高速場景;脈沖測量則通過計(jì)數(shù)器對輸入信號邊沿計(jì)數(shù),結(jié)合時(shí)鐘頻率計(jì)算頻率、周期等參數(shù)。
高壓IO卡NXI-4102-8/8針對3.3V~40V高壓場景,采用光電隔離電路實(shí)現(xiàn)控制端與高壓端的電氣隔離,隔離電壓達(dá)2000VDC,避免高壓信號干擾系統(tǒng)。串流采樣功能通過緩存10000個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)連續(xù)高速采集,配合同步觸發(fā)可精準(zhǔn)捕捉高壓IO的動(dòng)態(tài)變化過程。
3. 功率控制與仿真原理
可編程電源卡NXI-3106系列采用"PWM整流-DC/DC變換-反饋調(diào)節(jié)"架構(gòu),通過脈寬調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)輸出電壓/電流的精準(zhǔn)控制。CV模式下,電壓反饋環(huán)實(shí)時(shí)監(jiān)測輸出電壓,與設(shè)定值比較后調(diào)整PWM占空比;CC模式則通過電流采樣電阻反饋電流信號,實(shí)現(xiàn)恒流輸出。序列功能支持10組共1000步的電壓/電流曲線設(shè)定,可模擬電池充放電等動(dòng)態(tài)過程。CC&CV優(yōu)先權(quán)選擇功能可根據(jù)被測物特性切換,如給FPGA供電時(shí)選擇電壓優(yōu)先減少過沖,電池充電時(shí)選擇電流優(yōu)先保障安全。
電子負(fù)載卡NXI-3201系列的LED模擬功能是核心亮點(diǎn),傳統(tǒng)CR/CV模式無法模擬LED的非線性I-V特性,該板卡通過內(nèi)置LED等效模型,模擬電阻Ra與電壓源Vi串聯(lián)的特性,精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)LED在不同工作點(diǎn)的負(fù)載行為。過流保護(hù)(OCP)測試時(shí),負(fù)載以斜坡電流拉載,實(shí)時(shí)監(jiān)測被測電源電壓,當(dāng)電壓低于終止電壓時(shí)記錄電流值,實(shí)現(xiàn)OCP參數(shù)的自動(dòng)化測試。
可編程電阻卡NXI-5100系列采用精密電阻網(wǎng)絡(luò)與繼電器矩陣組合方案,通過繼電器切換不同阻值的電阻組合,實(shí)現(xiàn)0Ω~11.11MΩ的寬范圍調(diào)節(jié),1Ω的分辨率由高精度電阻與細(xì)分切換實(shí)現(xiàn)。NTC模擬功能通過預(yù)設(shè)電阻-溫度曲線,動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出電阻,滿足BMS對溫度傳感器的仿真測試需求。
實(shí)際應(yīng)用場景與價(jià)值體現(xiàn)
在汽車電子領(lǐng)域,NXI系列構(gòu)建的BMS測試系統(tǒng)可集成N9000多通道測控平臺(tái)、NXI-6500-16溫度采集卡、NXI-5100電阻卡等,實(shí)現(xiàn)32通道單體電芯模擬、36通道溫度模擬及總電壓模擬,配合NXI-1401-2 CAN通訊卡與BMS進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,指令響應(yīng)速度≤1ms,滿足BMS動(dòng)態(tài)測試需求。在半導(dǎo)體領(lǐng)域,NXI-6400-1000/10的高精度測量能力可替代六位半數(shù)字萬用表,對分立器件、光電器件進(jìn)行電壓電流參數(shù)測試,多通道同步采集提升測試效率。工業(yè)制造場景中,NXI-F1080機(jī)箱搭配NXI-3106電源卡、NXI-3201負(fù)載卡及NXI-4301多路復(fù)用開關(guān)卡,構(gòu)建多通道電源測試系統(tǒng),4U空間支持16通道輸出,較傳統(tǒng)方案節(jié)省50%空間,同步帶載功能可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電源的協(xié)同測試。科研教育領(lǐng)域,其開放的驅(qū)動(dòng)接口與豐富的開發(fā)例程,為學(xué)生提供模塊化測控系統(tǒng)的實(shí)踐平臺(tái),助力創(chuàng)新研發(fā)。
NXI模塊化儀器系列以以太網(wǎng)技術(shù)為核心紐帶,通過模塊化設(shè)計(jì)打破傳統(tǒng)儀器的功能壁壘,實(shí)現(xiàn)測控資源的靈活組合與高效協(xié)同。從高精度測量到高壓仿真,從單通道測試到多機(jī)箱級聯(lián),該系列覆蓋了測控領(lǐng)域的核心需求,其測試原理基于成熟的電子測量技術(shù),結(jié)合FPGA、光電隔離等先進(jìn)技術(shù)提升性能。隨著新能源、半導(dǎo)體等行業(yè)的快速發(fā)展,NXI系列憑借"精準(zhǔn)、可靠、可擴(kuò)展"的優(yōu)勢,將持續(xù)為智能制造提供核心支撐,推動(dòng)測試技術(shù)向更高集成度、更高精度方向演進(jìn)。




