NI自动化测试与自动系统控制解决方案
Case Study: Automated Semiconductor Characterization and Validation
• A test system that can automatically characterize an integrated circuit under varying conditions • Engineering Challenge: synchronize multiple instruments and maintain very tight timing and triggering
Enabling Technologies
• Precision DC instrumentation
• Measurement of voltage, current, resistance, and other factors
Characterizing a Solar Cell’s Performance
IC Characterization System
• The system contains a mix of digital and analog instruments for control and measurement including:
• 100 MHz frequency generators to triggers and synchronizes other devices and provide a common base clock. • A 100 MS/s arbitrary waveform generator • A high‐speed digital I/O module to output a modulated digital pattern to the chip
• Measure Voltage and Current Ratings (VOC and ISC)
• Maximum Current, Isc occurs when the load is a short • Maximum Voltage, VOC occurs when the load is open
• Lower the production cost of solar cells
• Increase automation for more efficient manufacturing with less scrap
Agenda
• Solar Energy Fundamentals • Automated Test
• Key advantages of this implementation
• Integration of the analog and digital instruments in one system • Very tight control over timing, minimizing jitter • Software flexibility to adapt to each IC’s control requirements
• System Automation and Control
• PV semiconductor process control and monitoring • PV power plant electrical monitoring and sun tracking control
Availability
• • • • • +/‐ 20V, 2A isolated output 10nA /100uV source resolution 5 current ranges – 2A to 200uA 4‐quadrant operation – up to 10W Sink Remote sense capability SMU Channel Quadrant Diagram
1
2
3
4
ρ=2πLp(V/I)
Measurement Hardware
• Source Measure Unit (SMU) • Sources both positive & negative currents, then measures the resulting voltage • Also used to sink (or dissipate) current when testing output short circuit currents and leakage currents • NI PXI‐4130 Power SMU
Case Study: GigaMat Technologies
• Perform automated semiconductor wafer sorting based upon physical and electrical characteristics • Meet or exceed the precision and repeatability of industry standard equipment but with greater throughput, flexibility and user friendliness, and at much lower cost
Automated Test System Automation & Control
Case Studies: Solar Power
Agenda
• Solar Energy Fundamentals • Automated Test
• Photovoltaic (PV) cell I‐V characterization
GigaMat Sorting System
• NI LabVIEW is used to synchronize motion, vision, and instrumentation • This project wouldn’t have been economically viable without LabVIEW and NI synchronized motion, vision, and DAQ products. Edmond
• Calculate Efficiency
Maximum Power (PMAX)
• Power = 0 at Isc and VOC • Power reaches maximum at VMP and IMP
Fill Factor
• Main measure of cell quality • Compare maximum power (PMAX) to theoretical maximum power (PT) based on Isc and Voc
• With a solar cell efficiency of 20 percent, an area the size of Texas could supply the entire world’s energy demands [1].
The black dots represent the land area required to replace the total primary energy supply with electricity from solar cells.
US Photovoltaic Shipments, 1997-2006
*Courtesy US Energy Information Administration
Solar Power Generation Technologies
• Photovoltaic (PV) solar cells
• Solar thermal collectors
o ovoltaic (PV) cell I‐V charace t rization • Pht
• System Automation and Control
• PV semiconductor process control and monitoring • PV power plant electrical monitoring and sun tracking control
Efficiency (η)
• Ratio of output power (POUT) to Input Power (PIN) • For maximum efficiency, POUT = PMAX • PIN is the product of irradiance (W/m2) and the area of the cell (m2)
Demo – Solar Cell Characterization
• 4‐quadrant IV tracing • LabVIEW analysis and display
Agenda
• Solar Energy Fundamentals • Automated Test
• Photovoltaic (PV) cell I‐V characterization
Industry Challenges for Solar Power
• Design more efficient solar cells
• Increasing the amount of power per area (watt/m2) through better design and testing • Increase the economic viability of new technologies, such as solar tracking to increase solar cell output
Pout Pin
自动化测试与验证系统时选用nilabview的10大理由
自动化测试与验证系统时选用NI LabVIEW的10大理由借助直观图形化编程, 缩短测试开发时间NI LabVIEW图形化开发环境中的用户无需编写成行文本，而是通过拖放式图标开发测试软件。
使用NI LabVIEW，即便用户不具备编程经验，也能在数小时内完成传统语言编写数周的程序。
直观流程图所显示的代码便于用户开发、维护和理解。
借助免费的仪器驱动程序, 快速实现各类仪器的自动化仪器驱动程序网络(IDNet)社区中数千个免费的NI LabVIEW仪器驱动程序，几乎适合各类仪器。
借助一致的驱动API，用户无需学习针对各类仪器的底层仪器命令。
LabVIEW仪器驱动查找器(LabVIEW Instrument Driver Finder)进一步帮助开发环境中的用户短短数秒内安装新型驱动。
借助内置数学和信号处置函数, 分析信号NI LabVIEW提供数千种特别为测试工程师和科学家创建的高级函数。
这些强大的工具可轻松实现高级信号处理、频率分析、概率与统计、数字信号处理等功能。
用户还可以扩展NI LabVIEW至RF/通信、声音和振动、视频测试等应用的处理。
借助自概念用户界面显示结果; 在企业系统中存储数据NI LabVIEW用户能够快速创建图形化用户界面，继而通过数百个拖放控件、图形和三维显示工具显示数据。
用户可在短短数秒，借助右键菜单，自定义这些内置控件的外观和格式。
NI LabVIEW还能将数据存储至数据库和企业系统中，用于离线分析。
轻松集成多核和FPGA等新一代技术您很可能在寻求多核与现场可编程门阵列(FPGA)等技术，满足测试系统中最新产品的性能需求。
NI LabVIEW可通过本质上并行执行的图形化编程，向用户提供多核处理器的性能。
借助NI LabVIEW，用户能够简化FPGA 的编程，因为无需学习VHDL等其它编程语言。
与全世界工程师携手, 进行合作与开发由于数百万用户已成功地将NI LabVIEW纳入大多数应用，您能够访问内容广泛的技术支持网络，进而降低风险。
使用NI PXI可编程电源优化自动化测试系统
使用NI PXI可编程电源优化自动化测试系统
美国国家仪器公司（NaTIonal Instruments，简称NI）近日发布最新的通用可编程电源，提供了PXI中最高的功率密度，为自动化测试系统奠定了基础。
NI PXIe-4112与PXIe-4113模块提供了高功率密度，能够节省机架空间，同时省去多个仪器结构的混合，进一步简化了设计。
当使用NI LabVIEW软件对全新的电源进行编程，并与一系列PXI硬件仪器搭配时，它能够帮助工程师创建一个完整、自定义的测试解决方案。
借助这些全新可编程电源，PXI在楼宇自动化测试和台式验证系统方面再次证明了其独特的价值，NI测试系统主管Charles Schroeder表示。
工程师们将NI PXI硬件与LabVIEW结合，简化编程过程，并快速采用最新的技术- 这一切都能够在蓬勃发展的生态系统中实现。
工程师将这些最新的技术融入他们的自动化测试系统，相比那些使用传统箱型仪器的方法拥有更大的技术和市场优势。
新的可编程电源是航空航天和国防、汽车和部件测试等各种应用的理想选择。
这些模块在单个PXI Express插槽中拥有两个60 W的电源供应器通道。
NI PXIe-4112电源每通道1 A电流下拥有60 V电压，NI PXIe-4113电源每通道6 A电流下拥有10 V电压。
这两个通道可以结合起来，形成一个120 W的通道。
想要轻松同步测量，工程师可以将该电源与超过1500个。
OA自动化-NI自动化测试与自动系统控制解决方案 精品
• A 100 MS/s arbitrary waveform generator • A high‐speed digital I/O module to output a modulated digital pattern to
Agenda
• Solar Energy Fundamentals • Automated Test
• Phto ovoltaic (PV) cell I‐V characet rization
• System Automation and Control
• PV semiconductor process control and monitoring • PV power plant electrical monitoring and sun tracking
US Photovoltaic Shipments, 1997-2006
*Courtesy US Energy Information Administration
Solar Power Generation Technologies
• Photovoltaic (PV) solar cells
• Solar thermal collectors
• Increase the economic viability of new technologies, such as solar tracking to increase solar cell output
使用NIPXI可编程电源优化自动化测试系统
能够 帮助工程 师创 建一个 完整 、 自定 义的测试 解决 方案 。 “ 借 助这些 全新可 编程 电源 ， Ｐ ＸＩ 在 楼宇 自动化 测试 和 台式验 证 系统 方 面再次 证 明 了其 独特 的价值 ， ” ＮＩ 测试 系
功率 密度 ， 能 够 节 省机 架 空 间 ， 同 时 省 去 多 个 仪 器 结 构 的 起来 ， 形成一个 １ ２ ０ Ｗ 的 通 道 。想 要 轻 松 同 步 测 量 ， 工 程
师可 以将 该 电源 与超过 １ ５ ０ ０个 Ｐ ＸＩ 模 块 化仪 器相 结合 ，
包括 数字万 用表 、 ＲＦ分 析 仪 和 发 生 器 ， 从 而在整 个 Ｐ ＸＩ 机 箱背 板上轻 松触 发仪器 。 工 程 师 们 可 以 使 用 带 有 交 互 式 用 户 界 面 的 软 面 板 进
文件 。
系统 可对多个 项 目进 行 测试 模 拟 ， 测试 精度 高 ， 主 要
测 试 模 拟 项 目包 括 ： 流量 测试 、 温度 测试 、 压 力 测 试 。舵 机 连续 工作 时的平均 流量 ， 测量 误差 ≤ １ ． ５ ％Ｆ ． Ｓ ． ； 舵 机 进 气
导 弹飞 行 滞 止 压 力 模 拟 系 统 外 观
统 主管 Ｃ ｈ ａ ｒ ｌ ｅ ｓ Ｓ ｃ ｈ ｒ ｏ ｅ ｄ ｅ ｒ 表 示 。“ 工 程 师 们 将 ＮＩ Ｐ ＸＩ 硬
件与 Ｉ ａ ｂ ＶＩ Ｅ ｗ 结合 ， 简化 编程过 程 ， 并快速 采用 最新 的技 术一 这 一切都 能够 在蓬 勃 发展 的 生态 系统 中实 现 。工 程 师 将这些 最新 的技术 融入他 们 的 自动 化测 试 系统 ， 相 比那些 使用 传统箱 型仪器 的方 法拥有更 大 的技 术 和市场优 势 。 ”
national instrument 的文件格式 -回复
national instrument 的文件格式-回复National Instrument（NI）是一家专业从事测试、测量和控制自动化解决方案的公司。
在各种工程和科学应用中，NI的产品和软件都得到广泛应用。
为了实现这些应用，NI开发了一些自己的文件格式，以确保数据的有效性、一致性和可靠性。
本文将一步一步地回答关于NI文件格式的问题，并探索其在实际应用中的作用和意义。
首先，我们需要了解什么是文件格式。
文件格式是数据存储的方式，它定义了数据的结构、编码规则和存储位置。
不同的应用场景和需求可能需要不同的文件格式来确保数据的完整性和可读性。
那么，什么是NI的文件格式？NI开发了多种文件格式来支持其产品和软件的使用。
其中一种常见的文件格式是TDMS（Technical Data Management Streaming）。
TDMS是一种二进制文件格式，它可以存储各种类型的数据，如模拟信号、数字信号、时间戳和元数据等。
TDMS文件以二进制形式存储，这意味着数据以计算机可识别的形式存储，而不是以文本的形式存储。
这样可以提高数据存储和传输的效率，并减少数据文件的大小。
TDMS文件包含了多个通道和组的数据，并使用层次结构进行组织。
每个通道都可以包含一个或多个数据点和相关的时间戳。
而组则用于将一组相关通道组织在一起。
通过这种方式，用户可以轻松地组织和管理大量的测试或测量数据。
那么，为什么使用TDMS文件格式呢？TDMS文件格式具有许多优点。
首先，它是一种通用的文件格式，可以与各种NI产品和软件进行无缝集成。
这意味着，无论您是在使用NI的仪器、数据采集卡还是LabVIEW等软件，您都可以使用TDMS文件格式来保留和共享数据。
这种一致性和通用性使得数据的交换和共享更加方便和可靠。
其次，TDMS文件格式提供了高效的数据读写和存储功能。
由于数据以二进制形式存储，可以快速读取和写入大量的数据。
此外，TDMS文件格式还支持数据的压缩和索引，以进一步提高数据读写的效率和性能。
利用LabVIEW进行仪器控制和自动化测试
利用LabVIEW进行仪器控制和自动化测试在现代科学和工程领域，仪器控制和自动化测试已成为一种常见的需求。
LabVIEW是一种流行的工程软件平台，它提供了强大的功能来实现仪器控制和自动化测试。
本文将介绍如何利用LabVIEW进行仪器控制和自动化测试，并探讨其在实际应用中的优势。
一、LabVIEW简介LabVIEW是由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的一种图形化编程语言。
它以图形化的方式实现程序编写，使得开发者能够快速、高效地构建各种测试和测量系统。
LabVIEW的特点包括直观的用户界面，丰富的函数库和模块化的设计理念。
二、仪器控制LabVIEW提供了强大的仪器控制功能，可以与各种仪器设备进行通信和控制。
通过与仪器的连线和配置，LabVIEW可以实现对仪器的各种操作，如输入参数、修改配置、读取数据等。
同时，LabVIEW还支持多种通信协议，如GPIB、USB、以太网等，与各种仪器设备实现无缝连接。
三、自动化测试自动化测试是指利用计算机和相关软件代替人工进行测试的过程。
LabVIEW可以实现自动化测试的所有环节，包括测试计划的编写、测试仪器的配置、数据采集与处理等。
LabVIEW提供了丰富的测试工具和模块，可以方便地构建测试任务流程，并实时监控测试过程和结果。
四、LabVIEW在仪器控制和自动化测试中的优势1.图形化编程：LabVIEW采用图形化编程语言，使得程序开发变得直观和易于理解。
通过拖拽和连接图标，开发者可以快速组合和调试各种功能模块，提高了开发效率。
2.开放性和扩展性：LabVIEW具有丰富的函数库和工具包，使得开发者可以轻松地扩展其功能。
同时，LabVIEW支持与其他编程语言的集成，如C、C++、Python等，方便与其他软件和硬件配合使用。
3.丰富的可视化界面：LabVIEW提供了丰富的用户界面控件和图表绘制工具，可以实现直观和美观的界面设计。
用户可以根据需要自定义界面，使得操作和监控更加方便和直观。
NI_基于计算机技术的测量与自动化系统方案
现场可编程门阵列 (FPGA)
可编程互联 可配置逻辑单元
I/O 模块
Source: Xi• 撞击
– 一辆越野车从一个cRIO系统 上辗过
分布式 I/O 系统的组成: Compact FieldPoint
Industrially hardened Components:
-20 to 60ºC operation temperature range Heavy Industrial EMC rating
Solid Metal Backplane:
兼容
Reduced Development Time
运动控制软件
• 配置
– 点击式界面 – “虚拟舞台”上交互测试 – 交互式自动更改
• 编程
– 在 LabVIEW, Measurement Studio, and LabWindows/CVI容易编程
• Motion Assistant 运动助手
NI 产品, 2004
模块化仪器的优势
• 提高自动化系统的测量速度
– 增加数据传输数度 – 简化时钟和同步
• 软硬件的牢固结合 • 更小的体积 • 高性价比
High Performance
Software
Easy System Integration
小型化—一个标准的测试系统包括…
示波器
信号源
数字万用表
机器视觉/运动控制系统
机器视觉/运动控制系统组件-Video
运动控制
图象采集 卡
电机驱动器和放 大器
基于NI实时控制器的六自由度平台测控系统设计与实现
基于 NI实时控制器的六自由度平台测控系统设计与实现摘要：六自由度平台作为一种全新的模拟器，用于航天空间运动姿态方面的模拟和规划，在六自由度平台的行程范围内，可以凭借其强大的功能去重新演绎各种空间运动，有着六种自由运动的维度，通过对六个液压作用气的精确控制和解耦算法，可以实现不同自由度的位子控制。
而本文将着重分析依托NI虚拟器基础上的六自由度平台测控系统，了解该系统运行的可靠性和安全性。
以通用计算机作为核心，在硬件平台基础上，由用户设计定义，具有仿真面板，有测试软件实现测试功能的一种全新计算机仪器系统，也有着强大的功能优势。
关键词：NI实时控制器；六自由度；系统设计前言：六自由度并联运动平台有着结构稳定、效率高且承载能力大等多方面的特点，兴起以来逐渐广泛地应用到如汽车、飞机等一些运动模拟实验设备，也取得了十分理想的成果。
在六自由度运动平台测控系统中，需要积极满足其高时效性和精确度，更要具备极强的图形图像交互功能。
而基于NItime的六自由度运动进程平台测控系统可满足六自由度运动平台实时测控的高要求[1]。
1.基于NI实时控制器的六自由度平台概述及系统结构1.概述六自由度运动平台可以实现对于原有轨迹的在线跟踪和监测，作为一种可以为航空飞行提供飞行模拟或是运动人模拟的机构，在应用到航空航天领域的同时，也能够运用在人们的日常生活中，作为一种娱乐体感游戏的形式出现,有着强大的功能，而本文依托NItime虚拟器分析六自由度运动平台的控制策略，能够缓解以往可靠性、时效性不高等控制问题。
以通用计算机作为核心的应届平台上，可以由用户自定义，且有着以下几点优势，首先使用了基于NItime虚拟仪器后，能够灵活配置各类关卡，增加了硬件的灵活性与多样性。
其次，选择了Lab view开发软件，能够简化传统的软件研发方式，Lab view作为一种新型的图形化编程工具，也是所见即所得的可视化工具，建立了人机界面后能够提供大量的控制对象内容，有利于图形化编程语言的落实。
NI解决方案机器和系统优化解决方法
Why Monitor Power?
• Power monitoring power can be important whether being consumed or generated
• • • • •
Protect expensive machines and equipment from failure or excessive wear Eliminate monetary fines from power company
French Speaker
NI LabVIEW DSC OPC Client
Windows PC
EtherNet/IPAllen‐Bradley
OPC Server Siemens OPC Server Mitsubishi OPC Server
PROFINET
LaO bV EW PI C Sn Ct CD lie
26
27
3 Methods to Connect LabVIEW to Any PLC
Basic I/O Analog/Digital
OPC
Industrial
NI PACs
Communications
PLCs
28
What Is OPC?
• Universal Language for reading and writing data • OPC Client: Read and write to OPC een • OPC Server: Translates betw OPC and device‐ specific protocols
22
Connecting LabVIEW to Industrial Networks and PLCs
national instruments标-概述说明以及解释
national instruments标-概述说明以及解释1.引言1.1 概述国家仪器公司（National Instruments，简称NI）是一家全球领先的电子测量仪器和自动化软件解决方案供应商。
NI致力于帮助工程师和科学家们设计、测试和部署各种复杂的电子系统和技术创新。
作为一家跨国企业，NI拥有广泛的产品线，涵盖了数据采集、测量、控制和自动化等领域。
NI的产品广泛应用于各个行业，包括电子、航空航天、汽车、能源、生命科学等领域。
无论是进行电路的测试与验证，还是进行实时数据采集与控制，NI的产品都能提供可靠和创新的解决方案。
NI的软硬件平台灵活易用，使得工程师和科学家们能够更高效地进行工作，加速系统的开发和部署过程。
国家仪器公司的创新精神和技术实力使其在行业内赢得了良好的口碑和声誉。
NI不仅提供功能强大的硬件设备，同时也提供了集成的软件平台，使得用户能够轻松地进行测试、分析和控制。
NI的LabVIEW软件被广泛认可为一种高效而易用的图形化编程语言，使得复杂的测量与控制任务变得简单起来。
NI还注重与全球合作伙伴的紧密合作，通过与各个行业的专业人士和学术界的合作，不断地推动技术的创新和发展。
NI的产品由于其卓越的性能和可靠性而受到了全球范围内的认可和信赖。
总之，国家仪器公司作为一家全球领先的电子测量仪器和自动化软件解决方案供应商，致力于为工程师和科学家们提供创新、可靠的产品和解决方案。
NI的产品广泛应用于各个行业，为用户提供了高效、灵活和易用的工具，推动了技术的进步和发展。
在未来，我们对国家仪器公司的发展充满信心，相信它将继续引领行业的创新和发展。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应该包括以下内容：文章结构部分旨在简要介绍本文的组织结构，它会指导读者了解整篇文章的框架和内容安排。
本文主要分为以下几个部分：1. 引言：本节主要介绍文章的背景和目的。
首先会对国家仪器公司（National Instruments）进行简单的概述，介绍其在仪器制造行业的重要性。