一、方案概述

本方案聚焦電子設備或其他被測物在常規及各類極端工況下的溫度-功耗綜合表現，為機頂盒、路由器、工控機等產品提供“一體化采集 +智能分析 +環境適應性評估”能力。系統以 PXIe模塊化平臺為樞紐，將溫度采集卡、功率分析卡與控制-存儲單元集成于同一機框，并外接可編程溫箱，實現溫度-功耗測試與環境應力加載的協同運行。方案支持在 ?40℃ 至 +150 ℃、10 %–98 % RH的設定條件下同步記錄設備外殼／環境溫度與功耗曲線，精確揭示設備散熱效果與能耗峰值。

系統由硬件和軟件兩部分組成。硬件部分由溫度采集卡、功耗采集卡、嵌入式控制器和高速存儲卡構成，全部安裝在 PXIe機箱這一模塊化載體內。溫度采集卡負責多點熱電偶高速、高精度采樣；功耗采集卡同步測量電壓、電流并實時計算功率；嵌入式控制器通過背板高速總線協調數據流，毫秒級寫入大容量存儲，確保原始波形無損保留。PXIe機箱提供高帶寬背板、抗振機械結構和緊湊滑軌，可按現場需求定制尺寸與安裝方式，并支持即插即用地增插其他 PXIe板卡，便于快速擴展更多測試通道或功能模塊。

圖 1 PXIe數據采集系統產品圖

ASMC控制與分析軟件統一調度除溫箱外的全部PXIe模塊，實時展示并同步存儲多通道溫度、電壓和電流數據，可一鍵批量導出。溫度測試時，系統連續繪制24 h曲線，支持單獨/合并視圖、高亮或隱藏任意通道，并即時標注最高溫度與ΔT；功耗測試時，軟件基于同步電壓、電流計算瞬時功率，生成 ≥ 2min曲線并動態顯示平均、實時、最大和最小值。全程通道級同步保證溫升、功耗數據一致，原始數據與分析報表隨時可導出。測試系統整體結構圖如下：

圖 2測試系統整體結構圖

二、具體測試方案

2.1測試系統原理

通過硬件與軟件的協同，本平臺可實現對被測物在標定過程中的溫度變化、功耗等關鍵參數的同步測量與分析。測試過程從將被測物置入可編程高低溫交變試驗箱開始，試驗箱根據設定的溫濕曲線對設備施加環境應力，模擬真實工作環境。外部可編程電源為被測物提供持續供電，必要時可接入輸出信號接收模塊，以實時判定設備在極端溫度下的功能狀態。溫度測量采用多通道熱電偶：探頭經溫度采集卡由箱體外引入，既監測被測物外殼或熱點，又專設一路環境溫度通道；通道數量可按項目需求自由配置。功耗測試則由功耗采集卡直接接入供電回路，同步采集電壓、電流并即時計算功率。所有采集板卡安裝于 PXIe機箱，ASMC控制與分析軟件統一調度硬件資源，實時可視化溫升與功率曲線，自動保存原始數據并生成測試報告。得益于模塊化板卡和可編程溫箱的設計，系統可隨時擴充測試通道或提高應力等級，滿足后續迭代需求。

2.2數據采集與測試分析軟件ASMC介紹

ASMC數據采集與測試分析軟件是一款功能全面且高效的測試工具，專為高精度數據采集和實時分析而設計。該軟件提供實時波形和頻譜顯示功能，能夠同步繪制各個溫度、電壓和電流通道的時域曲線，并支持快速切換至頻譜圖，幫助用戶及時發現瞬態異?；蛟肼暦逯?。借助統一的硬件時鐘，ASMC實現了通道級同步采集，確保所有通道間的數據采集嚴格同步，為后續算法計算和對比分析提供精準保障。

為滿足長期穩態或循環應力測試需求，軟件可自動生成24小時溫度曲線，每個測溫通道能連續繪制不少于24小時的溫度-時間曲線，完整記錄熱歷程。此外，ASMC還具備實時功耗曲線與統計指標功能，能夠基于同步電壓、電流數據實時計算功率，并生成至少2分鐘的功率曲線，顯示包括平均值、實時值、最大值和最小值等關鍵數據。

在測試過程中，ASMC通過實時ΔT計算功能，持續標示當前窗口的最高溫度，并與環境溫度通道進行運算，得出最大溫升ΔT，直觀呈現散熱效能。自動化模塊控制則大大提升了操作便捷性，用戶可以通過同一界面一鍵啟動、暫停或停止所有采集模塊（溫箱除外），避免頻繁切換軟件，提高操作效率。

為了滿足多樣化的分析需求，軟件還支持單獨/合并視圖功能，用戶可以放大獨立查看任意通道的曲線，或將多個通道的曲線疊加對比，輕松觀察不同測點或不同測試階段的變化趨勢。通過高亮/隱藏通道功能，用戶可以一鍵高亮關鍵曲線，未選通道自動淡化或隱藏，保持界面簡潔且重點突出。

ASMC支持本地數據存儲，確保長時間測試過程中數據的完整性，并支持多格式導出，用戶可一鍵將測試結果導出為常用文件格式，便于后續離線分析或直接插入報告。此款軟件憑借其強大的功能和高效的操作界面，為測試人員提供了全面、可靠的數據采集與分析支持。

圖 3 ASMC通用測試軟件示意圖

2.3測試系統核心參數

1. 溫度采集通道數：8路溫度 + 1路 CJC
2. 溫度分辨率：24 bit
3. 溫度采樣率：最高 256 S/s（全通道同步）
4. 支持熱電偶：J、K、T、E、N、B、R、S
5. 測溫范圍：?200 ℃～ +1300 ℃（隨熱電偶類型而定）
6. 測溫精度：±0.1 ℃（典型）
7. 功耗采集通道數：8路?
8. 功耗分辨率：12 bit
9. 功耗采樣率：最高 500 kS/s
10. 電壓量程：0 V～ 10 V?
11. 功率測量精度：±0.5 % FS（典型）
12. 系統 CPU：Intel Core? i7-6820EQ，2.8 GHz（睿頻 3.5 GHz）
13. 系統內存：默認 16 GB（最高可擴展至 32 GB）
14. 存儲容量： SSD最高 16 TB
15. 持續讀取速度：6.67 GB/s
16. 持續寫入速度：6.53 GB/s

三、方案優勢特點

1. 單機多節點溫度-功耗同步采集：一套PXIe平臺即可并行采集多路溫度探頭與多通道電壓/電流信號，毫秒級時間對齊，避免分散儀器并聯帶來的同步誤差與布線復雜。
2. 集成化存儲與多源傳感器接入：16 TB存儲卡直接插裝機框，長時高頻數據一次寫入完成；電壓、電流、溫度等信號統一接入對應 PXIe專用采集卡，布線更簡潔、同步性更佳。
3. 高集成度與環境可靠性：溫度采集卡、功耗采集卡、控制器與存儲卡全部安裝在 PXIe機箱內，抗振結構與工業背板杜絕跳線脫落風險，適應-40 ℃~+70 ℃高濕 /高振場景長期穩定運行。
4. 高性能數據處理：嵌入式控制器配備多核CPU與FPGA加速邏輯，實時計算 ΔT、瞬時功率及統計參數，處理性能遠優于常規三防平板或筆記本，保證數據時效與準確。
5. 靈活定制擴展：模塊化板卡設計支持按需增插高速采樣卡、CAN/LVDS總線卡等，軟件開放API允許二次開發腳本與算法，輕松適配研發驗證、產線抽檢或售后診斷等多場景。
6. 實時可視化與自動報表：ASMC軟件同步顯示溫升與功耗曲線，可在測試過程中即時高亮關鍵通道并自動生成測試報告，顯著縮短“測試-分析-決策”閉環周期。
7. 核心產品自研：存儲卡、控制器、數據采集機框等核心設備均由度緯科技自主研發，確保產品的整體兼容性與一致性，售后維護更為便捷，提供更穩定可靠的技術支持。

四、核心硬件產品介紹

4.1溫度/功耗采集卡核心參數

圖 4?功耗采集卡產品圖 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖 5?溫度采集卡產品圖

度緯科技的功耗采集卡和溫度采集卡分別為功耗測試和溫度監控提供高精度的采集解決方案。功耗采集卡專注于電壓和功率的精準測量，支持多通道電壓采集，能夠高效處理單端和差分信號，并具備較高的分辨率與采樣率，確保在實時功耗監控和數據分析中提供準確可靠的數據。它廣泛應用于功率評估、電氣設備測試等領域。溫度采集卡則針對熱電偶信號的高精度采集進行了優化，支持多種熱電偶類型，并提供高分辨率的溫度數據采集。其高采樣率和穩定的性能，能夠滿足溫度監控系統中的精確需求。該卡在自動化測試系統中可有效提供溫度變化趨勢，為熱管理、設備性能評估等提供全面的支持。兩張卡分別在功耗采集與溫度監控中發揮各自的作用，結合使用可實現全面的性能分析與監測，廣泛適用于各種工業、科研及實驗室測試環境。詳細參數如下：

電壓采集通道數：16路單端 / 8路差分

電壓 /功率分辨率：12 bit

電壓最大采樣率：500 KS/s

電壓輸入量程：±10 V

溫度采集通道數：8路熱電偶 + 1路 CJC

溫度分辨率：24 bit

溫度最大采樣率：256 S/s

支持熱電偶類型：J、K、T、E、N、B、R、S

總線類型：PCIe / PCI，高帶寬背板直通

尺寸 /重量：3U單槽 PXIe，≈ 0.5 kg /張

4.2 PXIe控制器核心參數

度緯科技的PXIe控制器配備Intel Core? i7處理器，提供高達3.5GHz的睿頻性能，支持16GB內存（最大32GB）和512GB SSD硬盤（最大2TB），滿足大規模數據處理需求。具備多個USB接口、千兆以太網接口和DisplayPort顯示接口，確保良好的連接性與圖像輸出能力。采用PCI Express x16總線，支持最大24GB的帶寬，保證高速數據傳輸。其緊湊的3U/雙槽設計適用于各種測試系統，工作溫度范圍為0℃到+50℃，可靠性高，廣泛應用于高性能數據采集與分析系統。詳細參數如下：

1. CPU：Intel Core? i7-6820EQ，2.8GHz（最高睿頻3.5GHz）
2. 內存：默認16GB，最高支持32GB
3. 硬盤：512GB SSD（默認配置）最大：2TB
4. 以太網接口：2個千兆以太網
5. USB接口：前面板含4個USB3.0，2個USB2.0接口
6. 顯示接口：支持DisplayPort接口，最大分辨率3840×2160@60Hz，可通過適配器轉接其他標準顯示接口
7. 觸發接口：前面板帶有SMB觸發連接器，支持外部觸發或PXI總線信號觸發
8. 指示燈：具有電源和硬盤狀態指示燈
9. 總線類型：PCI Express x16總線，內部最大支持16GB帶寬，對外最大支持24GB總線帶寬（自動適應一路x8與一路x16或四路x4模式）
10. 尺寸：3U/雙槽PXIe標準
11. 重量：約0.8Kg
12. 工作溫度范圍：0℃～+50℃
13. 儲存溫度范圍：-45℃～+85℃
14. 相對濕度范圍：5%～95%（非冷凝）

圖 6 PXIe控制器產品圖

這款PXIe存儲卡采用PCIe x8總線接口，提供高達16TB的超大存儲容量，能夠滿足大規模數據存儲需求。其最大讀取速度為6.67GB/s，最大寫入速度為6.53GB/s，確保在高速數據采集和處理過程中提供穩定、高效的數據存儲支持。設計符合3U單槽PXIe標準，重量約0.5kg，便于集成到各種測試系統中。該存儲卡的工作溫度范圍為0℃至+50℃，儲存溫度范圍為-45℃至+85℃，具備較強的環境適應能力，適合長時間穩定運行。其高可靠性和出色的性能使其成為數據密集型應用和高性能計算系統的理想選擇。詳細

圖 7 PXIe存儲卡產品圖

參數如下：

容量：最大支持16TB

接口類型：PCIe x8總線

最大讀取速度：6.67GB/s

最大寫入速度：6.53GB/s

尺寸：3U單槽PXIe標準

重量：約0.5kg

儲存溫度：-45℃～ +85℃

相對濕度：5%～ 95%（非冷凝）

4.4高低溫交變試驗箱核心參數

工作室尺寸：800×600×850mm (深×寬×高)，容積408L

試品尺寸：未提供

外形尺寸（約）：1500×1150×1920mm (深×寬×高)

溫度范圍：-40℃～+150℃

溫度波動度：≤±0.5℃

溫度均勻度：≤±2℃

溫度偏差：≤±2℃

升溫速率：2-3℃/min，平均，空載

降溫速率：1℃~1.2℃/min，平均，空載

濕度范圍：10%到98%

濕度波動度：≤±2%RH