照片人物：NI 技术营销经理潘建安
相较于箱型机台 (stand- alone) 外加选配的量测方式，国家仪器 (NI) 向来力主开放模块仪器的弹性优势。「从有越来越多的量测仪器厂商加入 PXI / PXIe 供应行列就能看出」，NI 技术营销经理潘建安侃侃而谈。他表示，自动化量测旨在为使用者提供便利性，那么不如将测试选择权 (option) 直接保留给客户，岂非更具意义？开放式接口和简单的基础编程语言，让软件工程师能随心所欲建构高度客制化的量测范本，「一以贯之」所有工作环节——不论是研发实验「一致性」(Compliance) 验证或产线测试皆适用，不须煞费苦心做资料转文件和相关性分析。
日常生活中，小至手机、大到电动交通工具都曾传出电池安全疑虑；潘建安认为，这多半是因为验证过于仓促草率、不够完整严谨之故。他指出，锂电池由于电解质有机溶剂易燃、易爆，本就容易发生意外，电池管理系统 (BMS) 的保护机制十分重要，量测上有三大要点：过充测试、过放测试与外部短路模拟。手机锂电池的正常工作电压约在 3.2V～4.2V，若过充电能转成热能有热爆危险，但过放、电压小于 3V 亦须立即切断电路，否将破坏电池化学物质排列、导致电量减少而造成永久伤害。一旦外部出现瞬间短路亦须断电，以免电池的充放电状况失控。
不是所有突发状况都允许实地模拟
潘建安特别提到，电池老化会引起内阻升高、将释放出的电能转换成热能，使装置机体发热，更需注意 BMS 温度的检测控管。大功率的电动车／油电混合车或航空载具在完成商品化后，还需进一步结合电子控制单元 (ECU) 和油电系统进行「硬件回路」(HIL) 对各种使用情境的严格测试，确保符合安全性及各种工业标准才能正式量产。然而，传统手动实机测试很难得到完整测试数据，有些场景更不容许实境演练，此时，NI模块化硬件与系统设计软件是最佳帮手，工程师可透过 FPGA 和 LabVIEW 图形化平台编程，「仿真」所有情境并实时获取数据。
不是所有突发状况都允许实地模拟
潘建安特别提到，电池老化会引起内阻升高、将释放出的电能转换成热能，使装置机体发热，更需注意 BMS 温度的检测控管。大功率的电动车／油电混合车或航空载具在完成商品化后，还需进一步结合电子控制单元 (ECU) 和油电系统进行「硬件回路」(HIL) 对各种使用情境的严格测试，确保符合安全性及各种工业标准才能正式量产。然而，传统手动实机测试很难得到完整测试数据，有些场景更不容许实境演练，此时，NI模块化硬件与系统设计软件是最佳帮手，工程师可透过 FPGA 和 LabVIEW 图形化平台编程，「仿真」所有情境并实时获取数据。
此外，电源量测单元 (SMU) 是观测装置 I-V (电流—电压) 曲线关系的必备器具。NI 体积精巧的模块化 SMU 产品，便于将高功率、高精度、高速电源量测功能整合至目标应用，例如：长时间记录电流、电压和电阻变化。不需复杂接线，即可提供相当于高精度的电源供应器、数字电表、示波器、讯号产生器、波形产生器与电子负载等功能，为消费类电子、IC 设计与验证、生医和实验室提供电性测试。使用者可在 19 吋的 4U 机架空间组装多达 68 个测试通道；10 µs 的迅速反应，搭配 NI SourceAdpat Technology 专利，可为特定负载进行客制化。
图1：利用 PXI 高速传输、低延迟特性，在 PXI 背板上触发 SMU，能同步化高速数字 I/O、RF 分析器／产生器、高速示波器等量测数据，方便系统规划扩充
数据源：NI 官网
自行编程，I-V 量测可以更细致
NI 的 SMU 产品可量测 3A～10A 的电流，电流分辨率可至 10 pA；号称量测速度比箱型机台快 50 倍、每秒达 180 万次。「欲掌握瞬时响应、改善电路设计，速度一定要够快，却不能因此失真！如何定义边缘规格是关键」，潘建安说。虽然速度与精准度不可能完美并存，但 NI 在大幅提升量测速度的同时，仍极力让分辨率维持在 7～7.5 位的水平，方便研发人员寻找 I-V 最佳效率点——以快充系统为例，器件有 2、3 个引脚负责传递电流、电压讯息，以监控充电状态；产线人员也能使用单一 SMU、无需借助示波器与探棒就能验证产品性能合格与否 (Pass or Fail)。
NI 的 SMU 产品可量测 3A～10A 的电流，电流分辨率可至 10 pA；号称量测速度比箱型机台快 50 倍、每秒达 180 万次。「欲掌握瞬时响应、改善电路设计，速度一定要够快，却不能因此失真！如何定义边缘规格是关键」，潘建安说。虽然速度与精准度不可能完美并存，但 NI 在大幅提升量测速度的同时，仍极力让分辨率维持在 7～7.5 位的水平，方便研发人员寻找 I-V 最佳效率点——以快充系统为例，器件有 2、3 个引脚负责传递电流、电压讯息，以监控充电状态；产线人员也能使用单一 SMU、无需借助示波器与探棒就能验证产品性能合格与否 (Pass or Fail)。
近几年吸引业界优秀人才投效的结果，NI 的跳跃式成长着实令人刮目相看。除了要求模块化的灵活组装，「可编程」是 NI 量测产品的另一个亮点。潘建安认为，如此可让用户依个别需求、客制化无穷多种的瞬时参数组合与各种负载的待测物达到最佳匹配；与业界只能使用仪器预先设定好的几组参数微调量测内容相比，系统商更能细致化展现应用开发的差异性，例如：I-V 的拉升和定值时序。LabVIEW 已将多种应用的通讯协议整合其中，使用者只需直觉式拖拉图标、输入设定值即可自动执行数据撷取和量测，「就算没有高深的软件编程能力也可轻松操作」，潘建安最后如此总结。
图2：NI SMU 满足多种仪器功能的高精度测试需求
数据源：NI 提供
