QuantumX：第三代數據采集系統

HBK繼續與QuantumX一起開創數據采集的新趨勢。2018年，QuantumX數據采集系統問世十周年，目前已經過渡到第三代。在采訪中，測量技術專家Christof Salcher解釋了QuantumX及其堅固型版本SomatXR取得成功的原因。

通過QuantumX，HBK徹底改變了數據采集、測試自動化和分析的傳統解決方案。憑借其廣泛的通用性、分布式系統架構、高精度數字化、并行實時處理能力及獨特的開放性，QuantumX和SomatXR已成為行業標準。

Christof Salcher，HBK 產品經理

Christof Salcher 畢業于慕尼黑技術大學電子工程和信息技術專業，專注于測量、控制、自動化和機器人技術。自2007年起，他一直擔任 HBM 測試和測量領域的產品經理，為實驗室、臺架和移動測試設計整體測量解決方案，重點是：對產品結構完整性、性能、效率、熱耐久性、功能性進行跨行業、全方位物理特性分析。

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QuantumX是一個解決復雜測量任務的模塊化系統，靈活便攜。這個想法是怎么產生的？

"十年前，電子測量設備笨重且昂貴。當時HBM數據采集系統產品線只有一個型號MGCplus，已經售出25000多套，是一款非常成功的產品。MGCplus可以說是測量技術的代名詞。

HBM大量專利和這個系統有關。但其也具有局限性。因此需要一種新型，多用途、更加靈活方便的通用測量系統來滿足客戶的需求。十年后，QuantumX及其堅固型版本SomatXR銷售量已經遠遠超過了30000個模塊。"

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應對挑戰性的測試任務，靈活方便的測量工具需要具有哪些特性?

“我們研究了客戶的每個工作步驟，尋找提高效率的潛在方法。我們希望為客戶帶來一種新的測量模式——從固定安裝的工具轉變為可應對不斷變化測試任務的高效工具。

新系統結構必須小巧，便于攜帶，能適合更廣泛的應用。應該可安裝在傳感器附近，盡可能地縮短電纜長度，采用分布式系統架構以確保提供高質量的測量結果。并且需要能快速集成任何測量信號和傳感器，滿足不斷變化的測量需求。

為了進一步優化工作流程，我們將通用輸入與 TEDS 技術相結合，在傳感器或插頭中安裝電子數據表，結合通道的通用輸入，因此可將通道自動化設置效率提高70%左右。當然，QuantumX旨在成為準確度和精密度方面的行業標準，因此這方面絕不亞于全球知名的MGCplus。

當然，另一個因素是更高動態性的需求不斷增長。設備正在向高動態、電氣化方面轉變。因此，信號帶寬和采樣率應能完全涵蓋振動噪聲領域的需求，允許進行旋轉分析，并能夠以足夠高的分辨率處理瞬態任務。

當時的趨勢已經很明顯，越來越多的測量和測試任務需要自動運行，并與仿真模型（今天稱為“數字孿生”）相結合，以便典型的現場和移動測試和測量任務能夠在實驗室或試驗臺上重現和復制。因此我們需要能夠實時集成到新興的、基于以太網的現場總線中，這在2008年是獨一無二的。這樣，在自動化的同時，負責試樣的測量專家能夠分析數據，而試驗臺操作員僅需負責試驗臺及其安全性。這就是模塊化QuantumX是如何產生的，從一個模塊到另一個模塊，適應多種不同的應用，始終將最新的技術可用性與用戶的期望相結合。"

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QuantumX 是否提高了生產率？

“是的，確實如此。一些客戶說，時間大約減少了70%。我們的客戶喜歡與它一起工作，以HBK一貫的測量質量和可靠性進行嘗試、測試和分析，并體驗全新的靈活性和自由度。可以說，QuantumX是靈活性和生產力的代名詞。

2008年我們推出了QuantumX MX840 ，樹立了行業標準——通用輸入、易于操作、便攜、準確、高動態，而且比其他解決方案更便宜！事實上，目前MX840B仍然廣泛用于各種測試應用，與不斷開發的軟件一起，為客戶提供了更佳的投資保護。"

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哪些新趨勢決定了發展步驟，它們是何時發生的？

“2015年，在設備發展的第二階段，即所謂的B平臺，我們向模塊中添加了一些基本組件——'精確時鐘協議'(PTP) 或 IEEE1588:2008，用于在基于以太網的網絡中多個設備時間同步。我們還提供十進制采樣率作為替代方案，并進一步對MX840B進行了改進，增強了產品功能和性能，同時降低了功耗。并且推出了現代橋路放大器，其在數量上已經超過了通用放大器。

通過新推出的高性能數據記錄儀CX22B-W，我們在移動測試和記錄方面建立了新的標準，用戶可以在標準PC上繼續使用相同的軟件，完全滿足您功能性和可靠性方面的需求。'更好的QuantumX'——SomatXR是我們的超堅固測試和測量系統，用于惡劣環境測試，但也越來越多地用于測試臺。

回顧過去，第二階段是一個非常重要的融合階段，而且來得正是時候。PTP和十進制采樣率的主要優點是用于同步HBK或其他制造商的測量設備，提供亞微秒級別的高精度和時間分辨率。這簡化了測量數據的集成和分析過程——可以同時采集所有測量點，在最佳情況下，只有一個數據集。"

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發展的第三階段，QuantumX CX27C, MX471C, MX403B和MX809B恰好在十周年之際推出。有什么新變化嗎？

“C平臺可以被視為是性能的引領者。在車輛移動測試和測試臺應用中，更高的數據數據速率至關重要。

首先，有一種將多個測試合并為一個測試的趨勢。客戶需要一個用于多種不同測試的單一系統，允許采集數百個測量信號。他們可以實時監控這些信號，同時在實驗室測試中專門模擬缺失的部件。其次，車輛電子設備的網絡化正越來越多地從傳統的CAN轉向基于CAN-FD和汽車以太網的車輛總線。”

QuantumX CX27C是QuantumX家族首個采用低功耗片上系統(SoC) 架構的成員。這個新平臺允許客戶將快速記錄的數據集成到他們選擇的任何數字總線中，EtherCAT、PROFINET、Ethernet或新的xCP-on-Ethernet。

MX471C是CAN/CAN FD通信新旗艦產品，允許您通過現代車輛總線同步采集信號，自由擴展到x數量端口，允許直接從選定的ECU采集xCP-on-CANFD信號，或是用作模擬采集信號到CAN或CAN FD總線的網關。

因此，這些模塊的性能提高12倍。并且該模塊與2008年以來的QuantumX所有模塊都兼容。

同時，在包括高性能電池，逆變器的電驅動系統中，我們其測試系統中集成了QuantumX, MX809B可采用熱偶測量溫度，隔離電壓高達2400 V，以及使用MX403B直接測量電池的電壓和電流。

現在，該產品系列已經涵蓋所有工程領域，并在數百個應用中工作。"

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哪些特性?開放性和連通性如何？

“從一開始，我們就強調要提供一個開放性的生態系統，在各個層面上進行集成。我們積極接觸可能的合作伙伴，將其集成到各種不同的軟件包或實時系統中。這包括LabVIEW/NXG, Visual Studio.NET, DIAdem, CANape, DASYlab, InNova, IPEmotion, jBeam, mlab及其它。我們一貫的承諾是，用我們自己的軟件提供高效、全面的解決方案，但如果客戶已經選擇了另一個軟件包，我們不會給他們設置任何障礙。當然，更高效的工作流來自我們自己非常成功的軟件catman，目前有16000多個許可證在運行。catmanAP及Enterprise在多個行業系統中的滲透率已大幅增長，目前占所售出系統的90%。"

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回顧以往，哪些讓你感到自豪？

“在這些年里，我們能及時解決所遇到的任何問題。我們有優秀、積極的工程師和測試人員在平臺上以高效的方式工作，他們與我們的PC軟件團隊合作得很好。我非常自豪能與這些充滿激情的人一起工作，并帶來了一個具有極強生命力的產品。

客戶喜歡QuantumX系統的易用性和高品質，它是HBK的暢銷產品——我非常自豪，公司里的每個人都是。所以，任務并沒有結束，QuantumX系統還在不斷發展。新模塊QuantumX MXFS是另一個里程碑，其基于布拉格光柵技術并可完美匹配QuantumX平臺。下一代系統肯定會到來。"

多功能和專用設備

QuantumX家族

• QuantumX MX840B, MX440B和MX410B是多功能通用設備，包括低延遲電壓輸出等特點，所有通用傳感器均可連接；
• MX460B可以采集轉速，扭矩，轉角，絕對位置，位移和脈寬 – 高精度，高動態，無損耗；
• 對于多通道測量, QuantumX家族提供了MX1615B應變橋路放大器和MX1609溫度測量模塊，均采用了基于RFID的TEDS技術；
• MX430B和MX238B是高精度測量模塊，連接基于應變全橋的力，扭矩和壓力傳感器。適用于風洞、燃氣輪機測試、重心、傳感器校準等應用；
• MX809B和MX403B用于高壓環境下電壓測量，極高安全性并通過了安全認證。

系統集成，存儲數據

• QuantumX數據記錄儀CX22B-W可采集、評估和保存測量、信號、位置和相機數據，可完全獨立工作。結果可通過 WLAN 直接傳輸；
• QuantumX MX471C同步采集CAN/FD信號，并可通過CAN/FD向測試臺控制單元或數據記錄儀發送模擬測量值。

實時集成

• 通過QuantumX CX27網關可將測量系統集成到PROFINET和EtherCAT等實時總線中，從而確保完全實時集成到自動化測試系統中。此外它還支持ASAM標準化的 xCP-on-Ethernet ，允許將QuantumX/SomatXR集成到Vector、dSPACE或ETAS的ECU 校準工具中。
• QuantumX MX878B和MX879B可實時輸入信號、生成激發信號或直接將獲取的信號值作為電壓信號輸出，適合用于小型測試臺。

官網：

<HBM應變片：應力測試測量首選>

<HBM稱重傳感器：稱重精度，久經驗證>

<HBM力傳感器： 應變和壓電兩種測量技術>

<HBM扭矩傳感器和轉矩傳感器>

<電功率測試 - 從部件到車輛能源管理>

<數據采集系統與設備>

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