| 感測器為物聯網設備關鍵元件，其量測需求也與日俱增。為能精準量測感測器的低電流和低電壓訊號，儀器商紛紛強化基礎儀器硬體規格，並厚植軟體實力，以提升整體量測精準度，協助物聯網應用開發人員克服小訊號測試棘手挑戰。 | ||||||
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物聯網測試應用廣泛，涵蓋無線通訊、車用市場、智慧家庭及穿戴式裝置等應用領域，而為因應物聯網少樣多量的測試需求，基礎儀器商以低成本，低耗電為主要發展目標。同時，物聯網發展持續升溫，感測器的角色也日益重要，物聯網設備可透過感測器收集而來的大數據，加以分析，有望加速實現各種智慧化生活，因此，感測器也逐漸成為未來量測重點。
因應感測器低電流/電壓訊號 量測儀器精度再進化是德科技大中華區市場開發經理徐正平(圖1)表示，感測器為物聯網量測的重點項目之一。基本上感測器所感測到的資訊就是電流電壓，再透過一個轉換器(Converter)將這些電流電壓轉變成數據資料。所以測試上而言，主要還是測電流/電壓，只是所測的範圍可能比一般電流測試還要低，例如溫度或壓力感測器所釋出的電流就相當低。因此，儀器商須設法設計出可精準量測低電流的產品或解決方案。 是德科技行銷處資深行銷專案經理郭丁豪(圖2)指出，測量感測器的功耗也是一大挑戰，由於物聯網應用的耗電量都不大，而感測器標榜長期監控，其功耗更是遠低於一般設備，過往的儀器可能無法量測到這麼低的電流，為此，該公司也相繼推出新一代產品以因應相關測試需求。 據悉，該公司備有可實現最低100pA位準動態電流量測的分析儀–Keysight CX3300系列元件電流波形分析儀，其具有高達200MHz的頻寬、每秒1GSA的取樣率，以及14位元或16位元的寬動態範圍，以便對先進元件進行特性分析，同時還可協助工程師減少低功耗元件的功耗與電流消耗。
此一分析儀可同時量測寬頻和低位準電流波形的能力，提供14位元或16位元的寬動態量測範圍，因此工程師只需使用一台儀器就可以滿足各式各樣的量測要求。 該分析儀配備WXGA 14.1吋多點觸控顯示幕和圖形操作介面，以及先進的量測和分析軟體，讓工程師能夠更有效率、更輕鬆地執行過去無法做到的低位準電流波形以前量測與分析。 透過該產品，工程師可查看以前無法量測的波形。此外，工程師可清晰地擷取任何一個時間點上的電流消耗波形，不論該裝置是處於休眠/待機或是活動狀態。 只要能夠清楚查看裝置的功率消耗情形，工程師能夠更進行更明確的定量評估，以達成降低裝置的功耗和電流消耗量的目標。 另外，徐正平也指出，因應物聯網電流及感測器需求，基礎儀器為達到更高的量測精確度，可從探棒技術加以革新，以量測到更低的電流，像是目前的探棒都漸漸從被動式探棒改成主動式探棒。 主動式探棒與被動式探棒差別在於，主動式探棒外殼(靠近探針處)內建了一個小型主動式放大器，因此主動式探棒的輸入電容可維持極低的位準，通常低於2pF。 如此低的電容可在高頻時獲得高輸入阻抗。此種探棒能提供較佳的低電阻負載與低電容負載，因此很適合用來量測高阻抗電路。相對的，使用被動式探棒量測高阻抗電路會產生極高的負載，在所有類型的探棒中，主動式探棒是干擾最低的探棒。 軟體應用持續擴張 基礎儀器量測更智慧
國家儀器技術行銷經理潘建安(圖3)透露，不論是消費或是工業物聯網設備，都具備許多感測器；整個物聯網的精神就是集結許多感測器，透過分析收集到的數據，以作為中控室決策或解讀。因此，感測器的測試需求也與日俱增，而現今的感測器體積愈來愈小，功耗也更低，要如何達到精準的測試並降低成本，對儀器商而言是個重大挑戰。 對此，潘建安進一步指出，為達精準的測量，該公司於感測器的測試上，會先經過一道「訊號前處理」的程序；舉例來說，像是溫度感測器所發出來的訊號，其訊號非常非常的小，因此便須透過放大或是濾波，才能加以測量，而這就是所謂的「訊號前處理」。換言之，藉由訊號處理，可協助直接連至多種感測器和訊號類型，從熱電偶連至高電壓訊號，使資料擷取系統更趨完善。關鍵的訊號處理技術，可提升最高10倍的整體資料擷取系統效能和精確度。 為此，國家儀器(NI)提供多種訊號處理產品，可提升最高10倍的量測系統精確度和效能。如USB連線和IEEE 1451.4智慧型TEDS感測器，可支援簡化的設定，並可減少第一次進行量測的時間。NI訊號處理產品具有七項關鍵技術，分別為放大、衰減、隔離、多工、濾波、激發，以及冷結接點補償，可簡化感測器連線、移除雜訊、增加安全度，並提升精確度。 另一方面，因應物聯網測試需求，測試系統也需越來越智慧化，基礎儀器不再只是一個單一的量測產品，更須具備一個整合性平台軟體，使基礎儀器於自動化測試和量產上面，可更智慧化，提升整體量測效率。 因應此一趨勢，NI日前推出LabVIEW 2016系統設計軟體，有助於工程師簡化開發，並有效整合生態系統的軟體至個別系統。新版LabVIEW提供全新通道接線，可用於簡化程式碼在平行區段間的複雜通訊。此通道接線方法適用於桌上型與Real-Time版LabVIEW，能夠提升程式碼的可讀性並縮減開發時間。 同時，新版軟體也提升了與Python和第三方裝置的互通性，這樣的開放性搭配其他嶄新功能，使得程式碼的開發與部署作業更加流暢，並進一步提升使用者產能。
參考資料 http://www.mem.com.tw/article_content.asp?sn=1612300001 |
工業
