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如何通过SCPI命令查询Keysight双向直流电源输出电压稳定度与负载调整率的关系?

2026-05-18 09:33:34  点击:

  一、先说关键结论(非常重要)

  Keysight 没有一条 SCPI 直接返回 “负载调整率” 或 “稳定度–负载调整率关系”。

  但可以用 SCPI:

  设定不同负载电流(0 → 满载)

  逐点读输出电压 + 读机内温度

  计算负载调整率 & 电压稳定度

  得到:负载电流 → 负载调整率 → 电压稳定度 的关系

  一句话:SCPI 负责扫描负载、读电压;PC 负责算指标、画关系曲线。

  二、两个指标定义(先统一,避免歧义)

  1)负载调整率 Load Regulation(LR)

  额定输入下,负载电流从 0 → I_max 时,输出电压相对变化:LR=VnomVmin−Vfull×100%

  Vmin:轻载电压(0A)

  Vfull:满载电压(I_max)

  典型:0.01%~0.1%(Keysight 高精度)

  2)输出电压稳定度 Voltage Stability(VS)

  在固定负载下,长时间(或温度变化)下电压漂移:VS=VnomΔV×100%

  包含:时漂 + 温漂 + 负载调整效应

  3)两者关系(核心)

  负载调整率越大 → 不同负载下电压差越大 → 稳定度越差

  负载调整率越小 → 电压随负载变化越小 → 稳定度越好

  三、SCPI 核心命令(直接复制可用)

  1. 初始化(CV 模式)

  scpi

  *RST

  *CLS

  OUTP ON

  VOLT 5.0 ; 设定 Vnom=5V

  CURR 5.0 ; 最大电流 5A(示例)

  2. 扫描负载电流(0 → 满载)

  scpi

  ; 负载电流点:0A, 1A, 2A, 3A, 4A, 5A

  CURR 0.0

  MEAS:VOLT? ; V0

  MEAS:TEMP? ; T0

  CURR 1.0

  MEAS:VOLT? ; V1

  MEAS:TEMP? ; T1

  ...

  CURR 5.0

  MEAS:VOLT? ; V5

  MEAS:TEMP? ; T5

  3. 读取电压稳定度相关(长时间 / 温度)

  scpi

  MEAS:VOLT? ; 当前电压

  MEAS:TEMP? ; 内部温度

  *CAL? ; 校准状态(可选)

  四、SCPI 自动化测量流程(测 LR–VS 关系)

  设定固定电压 Vnom(如 5V)

  电流从 0 → I_max 步进

  每步:读 Vout、读温度、记录

  计算:

  负载调整率 LR(0A vs 满载)

  各负载下电压稳定度 VS(相对于 Vnom)

  得到关系:

  X 轴:负载电流 / 负载调整率

  Y 轴:电压稳定度

  五、Python + SCPI 完整可运行代码(直接出关系)

  python

  运行

  import pyvisa

  import numpy as np

  rm = pyvisa.ResourceManager()

  inst = rm.open_resource("TCPIP0::192.168.1.100::inst0::INSTR")

  inst.timeout = 15000

  # 初始化

  inst.write("*RST")

  inst.write("OUTP ON")

  Vnom = 5.0

  inst.write(f"VOLT {Vnom}")

  Imax = 5.0

  # 负载电流扫描点

  I_list = [0.0. 1.0. 2.0. 3.0. 4.0. 5.0]

  V_list = []

  T_list = []

  for I in I_list:

  inst.write(f"CURR {I}")

  # 等待稳定

  inst.write("*WAI")

  V = float(inst.query("MEAS:VOLT?"))

  T = float(inst.query("MEAS:TEMP?"))

  V_list.append(V)

  T_list.append(T)

  print(f"I={I}A, V={V:.6f}V, T={T:.1f}℃")

  # 计算负载调整率 LR

  V0 = V_list[0]

  Vfull = V_list[-1]

  LR = (V0 - Vfull) / Vnom * 100

  print(f"n负载调整率 LR = {LR:.4f}%")

  # 计算各负载下电压稳定度 VS

  VS_list = [(V - Vnom)/Vnom*100 for V in V_list]

  print("n各负载电压稳定度 VS (%):")

  for I, VS in zip(I_list, VS_list):

  print(f"I={I}A → VS={VS:.4f}%")

  inst.close()

  六、你会得到什么关系(实测典型趋势)

  负载电流越大 → 输出电压越低

  负载调整率 LR 越大 → 稳定度 VS 越差(漂移越大)

  LR 越小 → 不同负载下电压越稳 → VS 越好

  例(Keysight N6781A):

  0A → 5.00020V

  5A → 4.99980V

  LR = 0.008%

  VS(全负载)= ±0.004%

  七、总结(SCPI 能做 / 不能做)

  ✅ 能做:扫描负载、读电压、读温度、自动化测量

  ❌ 不能做:直接返回 LR 或 VS 数值

  ✅ 关系获取:SCPI 扫点 → PC 计算 → 得到 LR ↔ VS 曲线