測電流就宕機，萬用表惹的禍？ – 雷人的測試故事(3)
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這位仁兄在做計算機的環境試驗時，發現了一個問題。隨著計算機的工作環境溫度逐漸升高時，出現了不正常的工作狀態， 而直接體現在了CPU 的工作電流出現異常的變化。
該計算機有幾路不同的電壓供電， 包括1.8V, 3.3V和 5V。他希望通過監測CPU在環境溫度上升中的多路電流的變化過程，來判斷溫度、電流和失效狀態的關系，進而改進設計，提高可靠性。但在具體實施過程中，就發現了問題。
相信眾多的同仁們第一想到的是利用示波器加電流探頭的方法。 但可惜的是，示波器電流測量分辨率和精度遠遠達不到要求， 況且，電流探頭在長時間工作后，自己就會產生漂移；在溫度箱中接入電流探頭也不容易。
第二個方法就是串入數字萬用表，這位仁兄開始也是這么做的。但沒想到的是，當串入萬用表后，CPU的溫度還沒開始變呢，系統就宕機了！對此他百思不可理解。于是，找到了老赤腳醫生。
老赤腳醫生通過診斷，判斷這是由于萬用表測電流時的內阻造成的。絕大多數萬用表的電流測量，是利用內置的分流器， 通過測量電流產生的壓降，獲得電流值。例如，在Agilent 34401A 數字萬用表中，最大的電流量程所用的內阻是0.1歐姆。實際上，如果輸入電壓比較高，例如在15V以上，內阻造成的壓降，對大多數的測量來講可能不是大問題。 這也是很多工程師平時不太在意這個問題的原因。 但在這個測量過程中，CPU的工作電壓最小的只有1.8V， 如果通過3A的電流，將造成0.3V的壓降，相當于輸入電壓被降低到了1.5V， 這樣就可能會惹上麻煩了！
當然，遇到這種問題，老赤腳醫生也感到很棘手。思考再三，拿出來了2 個偏方：用電源來完成CPU電流的長期監測和數據采集。
第一個偏方是采用N6705B 直流電源分析儀，配備了三個模塊，包括2個N6752A(50V, 10A， 4mA 的電流回讀精度)和1個N6762A 精密模塊（50V， 3A， 0.16mA的電流回讀精度）。將這3路電源直接替代CPU本身的供電電源，在為CPU供電的同時，連續監測CPU每一路的工作電流。由于電源輸出的遠端回讀功能，無論工作電流怎么變，都能確保CPU端的電壓精確控制在需要的工作電壓。這樣測量的還有一個好處，就是可以通過調整電源的輸出電壓，來評估CPU工作電源范圍的容限。
第二個偏方就是利用一些特殊電源測量電流的特性， 例如Agilent N6782A SMU電源模塊。它的內阻幾乎是零，而且有無縫量程切換功能，測量精度可以到達8nA, 它在這里就充當了一個零內阻、高精度、高動態范圍的安培計。 具體實施方案是這樣的：在N6705B 直流電源分析儀中， 裝入了3個N6782A SUM模塊 (20V/3A, 8nA 電流回讀精度)。 在測量電流的時候，將這幾路模塊串入了電流回路， 并設置了0V的輸出電壓。啟動長時間數據采集功能，就可以非常順利地、長時間精確檢測電流。如圖1所示。
這兩個偏方都可以進行對電流長時間數據采集，而且無需計算機編程和控制。第二偏方的優勢是非常精確，但成本也比較高。 最后，這位仁兄采用了第一個偏方，非常順利地解決了這個問題。
了解關于N6705B的數據采集功能, 可以觀看優酷上的視頻
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