(9)内部过功率保护和运行**性
F2030属于大功率设备,因此其**性极度受到用户重视。F2030配置硬件操作的内部过功率保护装置。硬件保护装置无需通过微处理器内的软件控制,因此具有更好的实时保护性能。虽然F2030内部电路经过充分优化而很少触发过功率保护装置产生保护动作,然而,在极端情况下,例如输出端在开路时突然短路的情形,内部过功率保护装置将保证F2030内部功率元件的**性,从而确保仪器的长期可靠性。
(10)软启动保护避免开机时对电网的冲击
大功率电源,尤其是使用变压器的线性电源,在开机上电时均会产生对电网的电流冲击。以使用环形变压器的1kW线性电源为例,其满载输出时的220V进线电流约为5A,但在开机上电瞬间,即使输出空载,也可能产生高达8—10倍满载输入电流,即超过40A的进线电流。在使用断路器(空气开关)的电气连接中,此瞬间冲击可至少造成30A的C型灵敏型断路器动作。为避免频繁掉闸,又不失去必要的**限流保护,必须使用昂贵的D型断路器。此外,电源自身的进线保险管也需保留足够的电流容量,但这可能部分失去在电源故障时的保护能力,从而构成潜在的**隐患。
即使不考虑断路器和保险管的容量,开机时的瞬间电流也可能影响电网中其他用电设备的正常工作。一个明显但无害的现象是点亮的白炽灯在大功率电源开机瞬间的短暂变暗。对于复杂设备,其危害则不只如此简单,上电冲击可能造成某些设备,例如使用灵敏型可控硅的控制系统的暂时失控,或者导致精密源和测量仪器的暂时性准确度下降。
作为大功率线性电源,输出功率超出1kW的F2030同样面临开机对电网冲击的问题。在F2030的设计中,针对上述问题采用适当的上电软启动保护措施,从而将上电时的进线瞬间电流严格限制于满载时的水平,因此F2030只需使用7A的进线输入保险管,而其上**则可使用10A的C型断路器进行限流保护。正常状态下,即使对F2030进行频繁的开关机操作,也不会引发断路器的意外动作和保险管断路。
(11)计算机接口
F2030配备RS-232C和USB接口,这是配备微处理器的现代仪器的独特优势。F2030的每一项功能均有对应的接口命令。通过计算机接口,用户可操控F2030的所有功能,并查询仪器的运行状态。
用户可配置RS-232C接口的波特率。F2030提供300、600、1200、2400、4800和9600bps波特率,在电磁环境良好的环境,使用9600bps高波特率可提高F2030与计算机之间的通讯速率,而在复杂的电磁环境中,更低的波特率将保证更为稳定的通讯。为达稳定通讯,F2030采用一问一答的通讯机制,这种机制要求用户在发出命令或查询后必须接收F2030发回的响应,从而确保对仪器的妥善控制。
F2030内部将RS-232C接口转换为USB接口,并可通过标准USB电缆连接至计算机的USB接口。安装必需的驱动程序后,用户可按照标准RS-232C接口的控制方法操作接口,而无需面对复杂的USB接口dll驱动程序。这种配置可以缓解日益紧张的计算机串口资源,而充分利用不断增加的USB物理接口。相比市场上销售的独立的RS-232C—USB转换器,F2030的内部转换电路具有更稳定的独立电源供应,而无需通过USB接口取电,因此对于USB驱动电流较小的计算机同样具有良好的适用性。
(12)触发输出功能
作为现代仪器,F2030提供计算机接口之外的另一种硬件控制机制——触发输出。F2030的触发输出分为两类,常规电流设置中的触发输出和扫描过程中的等时间间隔触发输出。
在常规电流设置中,由于电流的线性渐变设置方式,用户必须等待输出电流达到设定值后才能进行后续测量。F2030可以于电流达到设定值的时刻向其他测量仪器发出触发信号,触发一次有效测量,这种硬件控制机制可在一定程度上简化控制软件的结构。对于时间常数较大的负载,例如电磁铁,F2030还提供可设置的触发延迟时间,从而避免磁场的滞后性对测量的影响。触发延迟时间可在0—5秒范围内设置,步进为0.1秒。
磁场扫描过程中,F2030可以以预先设置的时间间隔均匀输出触发信号,时间间隔设置范围为0—2秒,步进0.1秒。扫描过程中的触发信号序列驱动测量仪器进行等时间测量,在必须使用扫描功能的测量软件中,这种方式可完全保证测量的实时性。如果纯粹以计算机接口进行控制则很难保证测量与扫描的同步性,从而可能造成关键测量点的缺失。
程控测量仪器与F2030的硬件触发配合是现代测量系统的基本组成方式。例如,乐真科技的程控高斯计产品F1205/1215、F1206/1216、F1207/1217和F1208/1218均具有响应外部触发输入的能力,可在外部触发信号控制下进行实时测量,在多次触发时可记录多达128个读数,并在触发结束后通过计算机接口一次读出,也可在每次触发并测量完成后自动返回读数。此外,程控台式万用表,例如Keithley公司的2000和Agilent公司的34401A也具有类似的外部触发测量能力。
F2030的触发信号采用国际通用的下降沿有效方式,并且与TTL电平完全兼容。对于**性而言,触发输出端可耐受+/-15V的意外外部输入电压冲击。