现场总线传输介质下的电场指纹探测系统革新设计

为了提升实验室设备的智能化水平，本文提出了基于PXIe总线技术的模块化电场指纹检测系统。该系统集成了各种硬件和外围设备于一个可移动机箱内，采用高精度数字万用表，减少了激励电流，从而提高了检测效率和安全性。此外，该系统通过模拟电压采集模块和模拟电流采集模块实时测量腐蚀环境参数，为分析不同环境因素对腐蚀过程影响提供了依据。

在设计中，我们遵循通用化、模块化、标准化的原则，将电源控制、数据采集和温度补偿等功能分离为独立的模块。这些模块包括NI公司的PXIe-4112板卡作为恒定直流电源，PXIe-4081及低噪声程控矩阵开关模块PXI-2535用于数据采集，以及NI9217板卡进行温度测量并进行软件编程中的温度补偿。

此外，我们还使用了LABVIEW开发环境编写测控软件，以图形化编辑语言G编写程序，并包含了一系列函数库，便于程序调试。本系统软件具有很好的可扩展性，并且操作简单，它包含多条数据流，主数据流为采集矩阵电压信号，其余为其他环境参数信号。通过设置初次扫描和重复扫描相结合的模式，在软件中实现了精确地定位局部腐蚀。

最后，这个系统经过多物理场耦合数值仿真软件及实验验证方法验证其采集精度。在实际应用中，该系统能够高效准确地监测金属结构缺陷，同时提高操作人员的人身安全问题得到解决。