搭配圖形化系統設計工具　PXI測試量測應用寬廣

於PXI背板中整合的時脈與觸發功能，可精確地同步化內部模組。PXI軟體可連接LabVIEW圖形化程式設計、LabWindows/CVI(ANSI C)與微軟(Microsoft)Visual Studio，進一步完整控制PXI系統，以建立完全客製的圖形化使用者介面、量測與系統分析，文件紀錄與報表製作。這些重要功能讓PXI平台更適用於多種測試、量測與控制應用。本文將探討十種最常見的應用，讓使用者更了解PXI是如何符合當前與未來的需要。

提升生產測試輸出量與調整功能

PXI平台適用於自動化測試與量測，可針對成本緊縮的解決方案完成生產測試的需求。透過快速的LabVIEW開發軟體與連結設計、檢驗與測試的平台策略，可縮短產品上市週期。

廠商亦針對測試系統開發，提出模組化的策略，以促進程式碼的重複使用與新技術的置入，協助因應為數眾多的產品測試需求，以及日益增加的裝置功能。

同時，透過PXI硬體、TestStand與LabVIEW軟體的彈性和技術，廠商提供包含射頻(RF)、聲音、影像、數位與類比的聚集技術，並提供業界較高輸出率的解決方案。

PXI具備電子校準與特性

PXI模組化儀器將檢驗實驗室中經常重複的量測予以自動化，以檢驗包括不合設計規格的參數值和電子屬性等裝置功能。電子校準與特性程序將著重驗證於設計程序中的完整裝置功能，包含參數分析與電子特性，目前PXI儀器廠商已針對電子校準與特性，建立完整的測試平台。

LabVIEW及PXI測試與量測平台具有領先業界的量測彈性，並可輕鬆進行電子校準與特性系統中的重複性測試，可橫跨軍事、航太、電信、汽車、半導體與消費性電子的應用。使用PXI搭配LabVIEW圖形化程式設計軟體與TestStand測試管理軟體，即可自動化量測的開發、序列與迴路特性，適用於完整的元件或裝置。

PXI搭配軟體可進行資料紀錄

可以PXI執行一般資料記錄的量測，包含溫度、壓力、電流、電壓、緩衝、位移與其他物理現象。PXI平台提供世界級標準的量測與源極裝置，適於所有的資料記錄與低頻源極需求，使用LabVIEW中的互動式DAQ小幫手，或線上量測硬體Advisor，以根據通道數、感測器類型、擷取速度與量測精確度，決定應用的最佳硬體。PXI並可利用內建的LabVIEW軟體工具，滿足記錄、分析、顯示、報表製作與資料共享的需要。

無論是簡單的資料記錄解決方案，或建立超過兩千個通道的客製化解決方案，PXI均可提供所需的硬體微調功能。亦可透過包含PCI、PCI Express、通用序列匯流排(USB)、乙太網路以及序列的多種匯流排，將超過兩百種的可攜式、機架固定式或分散式資料記錄硬體模組，整合至PXI資料記錄系統。使用LabVIEW增加資料記錄應用的通道數，並可節省購買額外獨立資料記錄器(軟體)的成本，亦可加入包含數位I/O、影像、控制器區域網路(CAN)通訊匯流排，以及其他非傳統的量測工具。

結構性/機械性測試亦可透過PXI

PXI與LabVIEW圖形化開發平台，適用於結構性與機械性的測試，包含雜訊、振動、粗糙度測試(NVH)、結構性震動監測與噪音映射。機械分析如模型分析與操作變形模態(ODS)，適用於實體結構，包含橋接、鑽油平台、汽車底盤、大氣結構與地震研究等需要高通道數、複雜電腦設計與視覺化的測試應用，以了解振動架構的行為。LabVIEW可管理PXI的高資料輸出率、進階模型製作、重要效能，以及需要結構性分析的電腦互動式呈現。

PXI與LabVIEW已普遍使用於多種結構性的分析，包含靜態、動態、金屬疲勞或振動測試。這些測試整合應變、振動、壓力與力的量測，且為單一的機械分析。PXI動態訊號擷取(DSA)與SCXI模組，針對小型與完整的圖表結構，提供混合訊號的資料擷取，如加速規、應變規、壓力感測器。針對風洞、振動平台、撞擊測試、噪音、聲學全像術(Acoustic Holography)、音速/高密度噪音測試，與結構響應，亦可部署PXI測試系統。

PXI與LabVIEW亦可進行重要機械測試分析的噪音映射與監控，透過雜音映射系統，如汽車製造工業可大幅提升偵測噪音來源的功能，並進行修正。使用LabVIEW，即可由連接PXI DSA硬體的麥克風擷取「聲音的相片」，並由此建立三維(3D)全像術，並轉換為聲學全像術，透過麥克風之間的相位關係，即可鎖定噪音的來源。

硬體迴路測試可建立高寫實模擬

LabVIEW圖形化開發環境與PXI模組化硬體平台，均適於建立硬體迴路(HIL)系統，以針對控制器測試進行高寫實度的模擬，其中，LabVIEW提供創新、模組化與經濟實惠的硬體和軟體平台，以定義並建立使用者所需的HIL系統。

透過LabVIEW控制設計工具和LabVIEW模擬介面工具組，即可使用圖形化編程建置廠房模擬，該工具組亦可用來將MathWorks Simulink軟體環境所開發的模型，匯入至LabVIEW，稍後再於PXI即時系統中，使用LabVIEW Real-Time模組執行這些模型。

使用PXI硬體從一般感測器擷取類比和數位輸入訊號、類比激源訊號，並傳送數位訊號至驅動繼電器、切換與發光二極體(LED)。此外，包含如CAN和MIL-STD-1553標準通訊匯流排的介面，亦能夠使用LabVIEW現場可編程閘陣列(FPGA)模組和PXI的R系列硬體，以模擬需要FPGA的高效能感測器。

PXI搶進RF與通訊測試

可使用PXI因應非傳統市場中迅速多變的無線功能。無線設計與測試的工程師正面臨整合無線系統至大型設計的局面。LabVIEW RF與通訊測試平台將以模組化、非訂製商用元件(COTS)的方式，用彈性、直覺式的LabVIEW圖形化程式設計、PXI模組化儀器與傳統的單機儀器，設計出適合的硬體。

亦可針對RF與通訊測試使用LabVIEW外掛程式，包含調變(Modulation)工具組與光譜量測工具組，以同步化數位與基頻類比測試訊號、通道編碼、數位/類比調變與損耗。此外，亦可套用訊號處理以計算頻帶中的功率、相鄰的通道功率、位元錯誤率、調變錯誤比(MER)，以及其他RF/通訊相關的量測。

美商國家儀器(NI)亦提供多種PXI架構的模組化儀器，以轉換並接收GHz的頻率範圍。5660 RF向量訊號分析器與5671向量訊號產生器，可提供最高2.7GHz的頻率範圍、極大的即時頻寬，與可調整的恆溫晶體振盪器(OCXO)時脈。使用LabVIEW圖形化的程式設計，可輕鬆寫入客製軟體，以控制PXI架構的模組化儀器，並產生、擷取RF測試訊號。LabVIEW亦可搭配使用傳統的單機儀器，用於RF與通訊測試。

PXI可進行機械自動化測試

以PXI的彈性解決複雜的機械自動化應用，包含聲音與振動的監控。LabVIEW工業級控制平台具有足夠的彈性與功能，以因應複雜的機械自動化應用需求，如閉迴路系統離散控制、客製化多軸運動控制、客製可程式化邏輯、整合的機器視覺、互動式HMI、資料記錄、網路連結以及即時訊號處理。LabVIEW與PXI亦可協助建立可靠的機械自動化解決方案，以執行具時效性的操作，並適應嚴苛的環境條件。

LabVIEW為功能完整的圖型化程式設計語言，亦可同時進行快速開發與低階程式設計功能。該軟體有別於缺乏彈性，且無法因應複雜機器自動化需求的傳統可程式化邏輯語言，機器自動化系統設計者可從超過五百項的內建分析常式中進行選擇，包含PID與頻率分析的通用控制運算式，亦可透過網路連結進行高階控制與連線的程式設計。

機械條件監控減少故障損失

利用LabVIEW與PXI完全整合的測試與分析功能，可適用於廠房內或工廠測試的機械條件監控與機械控制。

機器保養與機械振動為維護與可靠程式的必要性條件，不論著重廠房內或整座工廠的測試，LabVIEW工業級控制平台具有監控與診斷的工具，包括線上與離線的分析功能、高速的時脈波形記錄、以用戶端/伺服端架構進行的乙太網路連結、24位元的資料擷取，以及彈性的資料呈現選擇，可用以評估機器的保養狀況與效能。LabVIEW聲音與振動與LabVIEW階次分析工具組，可針對包含分析與呈現的PXI系統，建置通用的LabVIEW量測分析與決定功能，適用於振動分析與輪調機器相關的應用。

透過這些工具組，即可計算整體的振動等級如RMS、尖波、波峰因數等，並整合加速至速度(Velocity)或移位(Displacement)，亦可操作線上階次分析，如階次追蹤、階次擷取，與階次頻譜計算，以及處理數位與類比轉速計訊號，並套用受限的測試於時間資料或功率頻譜，此外，還可繪製頻譜映射、色彩映射、Waterfall Plots、重疊圖(Cascade Plot)、波德圖、極化圖、軌道圖、時基圖、輪軸軸線圖與密度(Campbell)圖。

PXI提供完整電源監控空功能

在電源供應的每個步驟中，即須量測並控制電源的品質與流量。PXI廠商的工具可執行電源品質監控、電源計量與分配監控。不論著重於廠房或工廠測試，LabVIEW與PXI將於單一平台提供所有必須的測試與分析，包含線上與離線分析功、高速時脈波形記錄、透過用戶端/伺服端架構的乙太網路連結、電子功率電壓、電流與數位切換閘的同步化量測，以及電源品質量測，包含功率因數、電源計量、諧波失真與靜態事件，延伸的繪圖功能，包含極化圖、時脈波形圖與統計圖，警示、報表，與資料管理，事件記錄器的順序，以及用於進階分析的延伸數位分析工具組。

整合測試與控制

LabVIEW與PXI適於開發電機測試、環境測試與疲乏測試的應用。LabVIEW軟體彈性整合堅固的即時PXI硬體，以及I/O的擴充陣列，可協助建立高精確度量測與精密進階儀控的應用，在以相同的硬體與軟體，執行應用的測試與控制部分時，即可大幅減少開發的時間與成本。

LabVIEW平行的資料流程式設計模型已針對程式設計控制應用進行最佳化。使用LabVIEW外掛軟體，如LabVIEW Real-Time與LabVIEW FPGA模組，即可確切地執行應用，適於精確控制機器架構、環境條件、運動控制與緊急關機程序，只要使用即時作業系統(OS)與堅固的PXI硬體，亦可進行可靠的長期測試。

(本文作者任職於美商國家儀器)