KEYSIGHT DAQ970A/DAQ973A 数据采集系统

KEYSIGHT DAQ970A/DAQ973A 数据采集系统

DAQ970A/DAQ973A 是是德科技推出的新一代模块化数据采集系统，基于 3 插槽主机架构，内置6½ 位 (22bit) 高精度数字万用表，提供0.003% 基础 DCV 准确度与450 通道 / 秒扫描速率，支持120 通道同步测量与多种信号调理，适配实验室研发、工业自动化与产品可靠性测试等场景，是 34970A/34972A 的升级替代方案

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一、核心技术参数

参数类别	指标详情	备注
主机架构	3 插槽模块化设计（DAQ970A）/ 8 插槽（DAQ973A）	可灵活扩展通道与功能
内置 DMM	6½ 位数字万用表，22 位分辨率	基础 DCV 准确度0.003%，超低读数噪声是德科技Keysight
扫描速率	最高450 通道 / 秒（10 通道切换）	兼顾速度与精度的优化设计
通道数量	最多120 通道 / 系统（通过模块扩展）	适配多参数同步测量需求
扫描内存	最高1,000,000 点非易失性存储	断电数据不丢失Keysight
测量类型	DCV/ACV、DCI/ACI、2/4 线电阻、频率 / 周期、温度（热电偶 / RTD / 热敏电阻）、二极管、电容（1nF~100μF）	覆盖主流工业测量需求
触发系统	支持手动、定时、外部、阈值、事件关联触发	复杂工况下精准启停控制
通信接口	LAN（LXI-C）、USB 2.0、GPIB（可选）	适配远程控制与自动化集成
同步能力	支持模块间同步，DAQM909A 数字化仪模块提供 4 通道800kSa/s同步采样	高精度动态信号捕获Keysight
显示界面	彩色 LCD 触摸屏，图形化趋势显示	直观操作，支持自定义显示布局

二、核心功能特点

2.1 高精度测量引擎

• 内置 6½ 位 DMM：提供0.003% 基础 DCV 准确度，优于传统数据采集系统，可替代独立台式万用表是德科技Keysight
• 超低噪声设计：读数噪声低至1μV（10V 量程），适配微弱信号测量
• 自动校准技术：内置校准源，支持定时 / 手动校准，补偿时间与温度漂移
• 多种信号调理：内置热电偶冷端补偿、RTD 激励、电流分流器等，无需外部硬件Keysight

2.2 灵活模块化扩展

9 款可选功能模块，覆盖开关、数字化与控制需求：

模块型号	功能特点	应用场景
DAQM901A	20 通道通用多路复用器（100V，2A）	温度 / 电压多通道巡检
DAQM903A	40 通道差分多路复用器（30V，1A）	高精度低电平信号测量
DAQM905A	8 通道单刀双掷开关（250V，3A）	信号路由与切换测试
DAQM907A	射频多路复用器（DC-26.5GHz）	射频信号自动测试
DAQM909A	4 通道 24 位数字化仪（800kSa/s 同步采样）	动态信号分析、振动 / 冲击测试Keysight
DAQM912A	数字 I/O 与模拟输出模块（2 路 ±12V/±24mA AO，2 路 8 位 DI/O）	过程控制与反馈调节是德科技Keysight
DAQM917A	通用开关矩阵（16×4，250V，1A）	多信号路由与交叉测试

2.3 智能数据采集能力

• 复合触发逻辑：支持多触发源组合（如 “温度> 85℃ AND 压力 > 100kPa”），仅记录有效数据片段
• 实时数据可视化：彩色 LCD 触摸屏显示趋势图、条形图与数字读数，支持自定义显示布局
• Hi/LO 报警系统：每个通道独立设置上下限，支持继电器输出与远程通知Keysight
• 数据导出格式：CSV、MATLAB、Excel、Word 等，便于后续分析处理

2.4 自动化集成优势

• 兼容 34970A 命令集：无缝迁移现有测试脚本，降低升级成本
• 支持 SCPI 命令：通过 LAN/GPIB/USB 接口远程控制，适配 LabVIEW、Python 等开发环境
• BenchVue DAQ 软件：图形化界面快速配置测试，自动生成报告，支持数据实时监控
• 并行测量能力：支持多模块同步工作，满足复杂系统多参数并行测试需求

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三、典型应用场景

3.1 实验室研发测试

• 多参数同步测量：同时采集电压、电流、温度、压力等信号，适配材料科学、半导体特性分析
• 动态信号捕获：配合 DAQM909A 数字化仪模块，分析振动、冲击、瞬态响应等动态过程
• 器件特性表征：测量电阻、电容、二极管参数，支持半导体器件 IV 曲线分析

3.2 工业自动化监控

• 生产线质量控制：实时监测关键工艺参数，自动判定 PASS/FAIL，提升生产一致性
• 设备状态监测：连续采集电机、泵、压缩机等设备的温度、振动、电流信号，预测性维护
• 能源管理系统：监测光伏板、电池组、UPS 电源的电压、电流与功率，优化能源利用效率Keysight

3.3 汽车与新能源测试

• 电池管理系统 (BMS) 测试：同步测量多节电池的电压、温度与充放电电流，评估电池性能Keysight
• 动力系统测试：采集电机控制器、逆变器的电压 / 电流波形，分析效率与谐波畸变Keysight
• 环境耐久性测试：在高低温箱中监测电子部件的温度漂移与性能变化，评估可靠性

3.4 航空航天与国防

• 机载设备测试：在模拟飞行环境中监测电子系统的电压、电流与温度，验证可靠性
• 武器系统测试：同步采集发射过程中的压力、加速度与电气参数，评估系统性能
• 电磁兼容性 (EMC) 测试：监测 DUT 在 EMI 环境下的电气参数变化，分析干扰影响

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三、硬件配置与连接方案

3.1 基础配置（温度 / 电压测量）

1. 主机：DAQ970A + DAQM901A 20 通道多路复用器
2. 传感器连接：
   • 热电偶：直接连接 DAQM901A 通道，内置冷端补偿
   • RTD：通过 4 线连接，内置恒流激励（1mA/100μA 可选）
   • 电压信号：直接输入（最大 ±100V），支持差分 / 单端测量
3. 控制接口：LAN/USB 连接 PC，使用 BenchVue DAQ 软件控制

3.2 高级配置（动态信号分析）

1. 主机：DAQ970A + DAQM909A 4 通道数字化仪 + DAQM903A 40 通道差分复用器
2. 信号连接：
   • 振动传感器：通过 IEPE 接口连接，内置恒流供电
   • 电流信号：使用内置分流器（1A/100mA/10mA 可选）或外部传感器
3. 同步设置：启用模块同步功能，确保 4 通道信号800kSa/s同步采样Keysight

3.3 连接注意事项

1. 信号匹配：确保输入信号范围与模块规格匹配（如 DAQM901A 最大 100V）
2. 噪声抑制：低电平信号采用屏蔽双绞线，4 线电阻测量消除导线电阻影响
3. 接地处理：保持系统单点接地，避免地环路噪声干扰
4. 热管理：高温环境下使用热电偶延长线，避免模块温度漂移影响测量精度

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四、软件配置与操作流程

4.1 快速启动步骤

1. 硬件安装：安装功能模块，连接传感器与通信线缆
2. 仪器初始化：
   • 开机自检（约 30 秒），确认模块识别正常
   • 执行 “System → Self Test”，验证硬件性能
3. 参数设置（通过前面板或 BenchVue 软件）：
   • 选择测量类型（如热电偶 K 型、4 线电阻）
   • 设置量程、扫描速率、触发条件
   • 配置通道列表与报警阈值
4. 数据采集：
   • 点击 “Start” 开始扫描，实时显示趋势图与数值
   • 支持手动 / 自动保存数据，格式可选

4.2 自动化测试实现（Python 示例）

python

运行

import visa# 连接DAQ970A（通过LAN）rm = visa.ResourceManager()daq = rm.open_resource('TCPIP0::192.168.1.101::inst0::INSTR')# 复位仪器daq.write('*RST')daq.write('SYST:DISP:UPD ON') # 开启显示更新# 配置温度测量（K型热电偶）daq.write('CONF:TEMP TC,K,(@101:108)') # 配置通道101-108为K型热电偶daq.write('SENS:TEMP:TC:REF:INT ON') # 启用内部冷端补偿daq.write('SAMP:COUN 100') # 采集100个样本daq.write('SAMP:RATE 10') # 10个样本/秒# 启动测量daq.write('INIT')data = daq.query_ascii_values('FETC?', container=np.array) # 读取测量结果print(f"温度测量结果: {data} °C")# 关闭连接daq.close()rm.close()

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五、关键使用技巧与优化建议

5.1 测量精度提升

1. 选择合适测量模式：
   • 高精度测量：使用慢速扫描（<100 通道 / 秒）+ 多次平均
   • 动态信号：使用 DAQM909A 数字化仪模块，800kSa/s同步采样
2. 导线电阻补偿：
   • 电阻测量：优先选择4 线模式，消除导线电阻影响
   • 电流测量：使用短而粗的导线，减少线路压降
3. 噪声抑制技术：
   • 交流干扰：使用50/60Hz 同步抑制，降低电源噪声
   • 射频干扰：使用屏蔽线缆，DAQM907A 模块提供射频滤波Keysight

5.2 测试效率优化

1. 通道分组扫描：将相同测量类型的通道分组，减少模块切换时间
2. 触发条件优化：使用预触发功能，捕获事件前后数据，便于故障分析
3. 数据存储策略：
   • 长时间记录：使用非易失性内存（1M 点），避免 PC 存储瓶颈
   • 快速分析：实时传输到 PC，使用 BenchVue DAQ 软件进行在线分析

5.3 常见问题排查

问题现象	可能原因	解决方案
测量值波动大	信号噪声、接触不良	检查接线，启用平均功能，使用屏蔽线缆
读数超差	校准过期、量程选择错误	执行自校准，确认信号在量程范围内
通道间串扰	多路复用器泄漏	降低扫描速率，使用差分测量模式
触发失败	触发条件设置错误	检查触发源、阈值与延迟设置

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六、选型指南

应用场景	推荐配置	核心优势
实验室研发	DAQ970A + DAQM909A + DAQM903A	高精度 + 动态信号捕获，适配多参数测试
生产线测试	DAQ970A + DAQM901A × 2	高通道密度 + 快速扫描，提升测试效率
能源监测	DAQ970A + DAQM903A + DAQM912A	差分测量 + 模拟输出，支持闭环控制
汽车测试	DAQ970A + DAQM909A + DAQM905A	同步采样 + 信号切换，适配动力系统测试

DAQ970A/DAQ973A 凭借高精度 DMM + 模块化设计 + 智能软件的组合，提供从单参数测量到复杂系统测试的完整解决方案。其与 34970A 的兼容性与性能升级，使其成为研发与生产测试的理想选择，帮助用户降低测试成本、提升数据可靠性，加速产品上市进程。