NI PXI-1031 | 4槽桌面型PXI平台

描述

产品概述

在构建自动化测试系统(ATS)或数据采集(DAQ)平台时，工程师面临的核心挑战之一是为核心处理器和各类功能模块选择一个稳固、可靠且电气性能优异的“家”。NI PXI-1031​正是National Instruments为解决此需求而设计的经典平台——一个4槽PXI机箱。它隶属于NI庞大的PXI（PCI eXtensions for Instrumentation）产品家族，这个标准定义了坚固的模块化仪器平台。PXI-1031​本身并非智能设备，而是一个精密的机电一体化基础架构组件。它的核心价值在于为高性能的PXI模块（如多功能I/O卡、数字万用表、示波器卡、运动控制卡等）和系统控制器提供一个经过优化、受控的运行环境。

理解NI PXI-1031​的角色，关键在于理解PXI系统的分层架构。该机箱提供了物理背板，集成了高性能的PCI总线（用于模块间高速数据交换）、精确的10 MHz系统参考时钟、以及PXI触发总线（用于模块间精确同步）。它为插入其中的模块分配电源、管理散热并提供机械支撑。PXI-1031​的设计体现了NI对测试测量系统可靠性的深刻理解：其结构坚固，可抵抗工业环境中的振动；内部采用强制风冷设计，确保在满负荷运行时所有模块都能在规定的温度范围内稳定工作。在构建一个用于产线终端测试、车载ECU验证或实验室研究的中等规模系统时，NI PXI-1031​因其适中的尺寸、可靠性和成熟性，常常成为工程师的首选。它平衡了系统的扩展能力（4槽位）与占用的桌面或机架空间，是连接NI灵活的软件生态（如LabVIEW）与物理世界测量的坚实硬件基石。

技术规格

产品型号：PXI-1031

制造商：National Instruments

产品类型：4槽PXI系统机箱

插槽数量：4个PXI/CompactPCI插槽（3U尺寸）

插槽配置：1个系统控制器槽位（槽1），3个外设模块槽位（槽2-4）

系统控制器支持：需通过MXI接口外接台式机或笔记本控制，或安装嵌入式控制器模块

总线架构：PCI总线，支持PXI触发总线

系统参考时钟：10 MHz，精度±25 ppm

电源：集成交流电源，输出电压：+5V,+3.3V,±12V

冷却方式：强制风冷（前部进风，后部出风）

工作温度：0°C至55°C

尺寸（宽x高x深）：约8.5 x 6.6 x 15.5英寸

重量：约6.6 kg

认证：CE,UL,CSA,C-Tick

主要特点和优势

NI PXI-1031​的核心优势在于其为一个模块化、高性能的测试测量系统提供了经过验证的、可靠的基础平台。它本身不直接执行测量，但它定义了系统在电气、机械和散热方面的“运行质量”，而这恰恰是复杂系统长期稳定性的关键。

首先，是其坚固的机械构造与集成的热管理。与将一堆板卡随意安装在普通PC机箱内不同，PXI-1031​采用全金属结构，为插入其中的精密测量模块提供了坚固的电磁屏蔽和机械支撑，有效抵抗振动和冲击。更重要的是，其内部经过计算流体动力学(CFD)优化的风道和智能调速风扇，确保了从高性能处理器到高功耗仪用模块都能在安全的工作温度下运行。过热是电子设备失效的主要原因，PXI-1031​的系统性散热设计直接延长了内部所有昂贵模块的使用寿命，并保障了测量精度不受温度漂移影响。这种对“环境”的严格控制，是工业级系统与普通商用设备在可靠性上的本质区别。

其次，是其标准化的高性能背板与同步架构。PXI-1031​的背板不仅仅提供电源和PCI数据通道。它还集成了PXI标准定义的独特功能：

10 MHz系统参考时钟：为所有模块提供统一的时间基准，是实现多通道同步采样的基础。

PXI触发总线：包含8条TTL触发线和6条ECL触发线，允许模块之间以极低的延迟（纳秒级）传递触发和定时信号。这使得PXI-1031​机箱内的多个数据采集卡、示波器卡和信号发生卡能够像一台高度集成的仪器那样协同工作，完美适用于需要精确相位关系的应用，如多轴运动控制、振动模态分析或通信协议测试。

再者，是其灵活的控制器集成选项与软件兼容性。PXI-1031​本身是“无头”的，它需要通过槽1连接一个系统控制器。这提供了极大的灵活性：用户可以选择通过MXI总线电缆连接一台外部的台式机或笔记本，利用其强大的处理器和丰富的接口；也可以直接在槽1插入一个NI PXI嵌入式控制器（如PXI-810x系列），形成一个独立的、更坚固的集成系统。无论采用哪种方式，整个系统（包括PXI-1031​机箱和其中的所有模块）都由统一的NI软件套件（如NI-DAQmx驱动、LabVIEW、Measurement Studio）进行管理和编程。这种软硬件深度集成的体验，大大简化了系统开发和维护的复杂性。

Technical Summary

The NI PXI-1031​is a robust,4-slot PXI chassis that serves as the foundational platform for building moderate-density automated test and measurement systems.Its primary role is to provide a regulated,high-integrity operating environment for PXI instrumentation modules.The chassis integrates a high-performance PCI backplane,a precise 10 MHz system reference clock,and the PXI trigger bus,enabling tight synchronization and high-speed data transfer between modules.

Constructed with a durable all-metal enclosure,the PXI-1031​features an optimized forced-air cooling system designed to maintain stable operating temperatures for all installed modules,a critical factor for long-term reliability and measurement accuracy.It supports flexible system control options,requiring either an external PC connected via MXI(for slot 1)or the installation of an embedded PXI controller module,allowing it to adapt to both benchtop and integrated system configurations.

The chassis’s value lies in its implementation of the PXI standard’s key advantages:modularity,ruggedness,and precise timing/synchronization capabilities.It transforms a collection of individual measurement cards into a cohesive,high-performance instrument,managed seamlessly through National Instruments’unified software framework,making it an ideal choice for R&D,validation,and production test applications across industries like automotive,aerospace,and industrial electronics.

应用领域

NI PXI-1031​作为模块化测试平台的核心载体，其应用完全取决于插入其中的PXI模块。其4槽的适中规模使其成为构建“任务关键型”中型测试站的理想选择，这些站点通常不需要数十个槽位的超大容量，但对系统的可靠性、同步精度和长期稳定性有较高要求。

在汽车电子测试领域，NI PXI-1031​常被用于构建车载控制器(ECU)的硬件在环(HIL)测试台架的一部分。在一个槽位插入实时处理器（如PXIe-8840），在另一槽位插入高精度模拟输出模块用于模拟传感器信号，再搭配数字I/O模块用于模拟开关和通信总线（如CAN）。PXI-1031​的坚固结构和精确触发能力确保了各种激励信号与ECU响应之间严格的时序关系，这对于验证防抱死制动系统(ABS)或发动机控制单元(ECM)的逻辑至关重要。

在航空航天与国防的研发和保障部门，NI PXI-1031​可用于构建便携式或机架式的综合测试设备(ITE)。例如，测试飞机线束的导通性和绝缘性。系统可能包含：

一个高密度开关矩阵模块，用于将数千个测试点路由到测量资源。

一个数字万用表(DMM)模块，用于执行电阻和电压测量。

一个可编程电源模块，为被测线束供电。

PXI-1031​的标准化架构和紧凑尺寸，使得这样的测试系统易于复制、部署到不同的车间或外场，并可通过统一的LabVIEW软件进行维护。

在工业自动化与监测场景中，NI PXI-1031​可作为高性能数据采集(DAQ)系统。例如，用于旋转机械的状态监测。多个高动态范围的模拟输入模块（用于采集振动、声音信号）可以安装在机箱内，利用PXI背板的高速带宽和触发总线实现多通道的完全同步采样，为后期的频谱分析和故障诊断提供高质量的原始数据。其工业级的坚固设计也适合部署在工厂车间附近的控制室内。

集成与配置要点

将NI PXI-1031​成功集成到一个工作系统中，需要注意几个关键环节，这些环节决定了系统的最终性能和稳定性。

首先，是系统规划与槽位分配。PXI-1031​有4个槽位，槽1是系统控制器槽。这里有三种主流配置方式，选择取决于应用需求：

嵌入式控制器：在槽1安装一个NI PXI嵌入式控制器（如PXI-8105）。这种方式集成度最高，系统最紧凑坚固，适合部署到产线或移动测试车等环境。需注意控制器与所用软件（如LabVIEW、VeriStand）的版本兼容性。

MXI外部控制：在槽1安装一个MXI接口模块（如PXI-PCI8331），通过光纤或铜缆连接到外部PC的PCI插槽。这种方式允许利用外部PC的强大算力和大容量存储，适合在研发实验室使用。此时，外部PC的操作系统版本和MXI驱动版本必须匹配。

远程控制：通过安装在槽1的PXI嵌入式控制器并运行远程桌面协议，或通过PXI接口模块连接到网络，实现远程控制。这对于分布式测试系统很有用。

其次，是电源与散热管理。虽然PXI-1031​集成了电源和风扇，但用户必须计算所有插入模块的总功耗，确保在机箱电源的额定功率范围内，并留有适当余量。特别是当使用高性能的PXI Express模块时，其功耗可能较高。同样重要的是散热：必须确保机箱的进风口和出风口不被遮挡，周围留有足够的空间（通常建议前后各留出3-4英寸）。在机架中安装时，建议安装在有强制通风的机柜中，并避免将高热源设备安装在其正上方。

最后，是软件安装与配置。系统上电后，需要在控制器（无论是嵌入式还是外部PC）上安装相应的NI软件。关键步骤包括：

安装NI Measurement&Automation Explorer(MAX)。这是NI硬件的配置管理工具。

在MAX中，系统应能自动检测到PXI-1031​机箱（通过MXI或PCI桥）以及其中安装的所有PXI模块。

为每个模块安装对应的设备驱动（如NI-DAQmx,NI-SCOPE）。

在MAX中可以对模块进行简单的自我测试，验证其基本功能。

最后，在LabVIEW或其他开发环境中，通过NI提供的API对模块进行编程，构建具体的测试或测量应用。

生命周期与采购建议

从产品生命周期来看，NI PXI-1031​是一款成熟且经典的产品。它并非NI最新一代的PXIe机箱（后者提供更快的PCI Express总线），但作为经受了长期市场考验的型号，其技术稳定、可靠性得到广泛验证。目前，它处于产品生命周期的后期，但NI通常会为这类经典产品提供长期的技术支持和备件供应。市场需求主要来自两个方面：一是现有系统的维护和备件更换，全球有成千上万个基于PXI-1031​构建的系统仍在稳定运行；二是对成本敏感且对最新总线性能要求不极端的新项目，它仍是一个高性价比的可靠选择。

采购建议：对于计划新建系统且对数据吞吐量有极高要求的项目，建议评估新一代PXIe机箱。然而，对于以下情况，NI PXI-1031​是明智的选择：

现有系统维护：为正在运行的、基于PXI-1031​的测试站采购备用机箱，是保障生产连续性的必要投资。

预算有限的升级项目：将老旧的、基于台式仪器的测试台升级为模块化的PXI系统，PXI-1031​提供了入门级的可靠平台。

对PCI总线性能已满足的应用：许多数据采集和控制应用，PCI总线的132 MB/s带宽已然足够。

我们深圳长欣深谙工业备件对客户生产线稳定性的重要意义。我们承诺所提供的每一台NI PXI-1031​机箱，均通过正规渠道采购，确保原装正品。货物抵达后，均需通过我们的标准化检测流程，包括：外观与接口完好性检查、通电测试（验证电源与风扇工作正常）、及背板通信基本检测。我们为此产品提供12个月的质量保证。我们同时建议，在将机箱投入关键应用前，应由熟悉PXI系统的工程师进行完整的系统集成与测试，以确保与控制器及功能模块的完美兼容。

Supply and Service Commitment

Sourcing authentic and reliable National Instruments components is crucial for maintaining the integrity of your test and measurement systems.At Shenzhen Changxin,we are committed to providing genuine NI PXI-1031​chassis through verified supply channels.Each unit we offer is guaranteed to be an original NI product,ensuring compatibility and performance as specified by the manufacturer.

Prior to shipment,every PXI-1031​chassis undergoes a stringent quality verification process.This includes a thorough physical inspection for any signs of damage,a power-on test to confirm the integrated power supply and cooling fan operate correctly,and a basic connectivity check to verify the integrity of the PXI backplane.We do not supply untested or”as-is”equipment.

We back our products with a standard 12-month warranty.Our technical support team can assist with preliminary compatibility inquiries.However,we strongly recommend that the final system integration,software configuration,and validation testing of the PXI-1031​within your specific application be performed by qualified personnel with experience in the PXI platform and NI software ecosystem.Our role is to be your dependable partner,providing the authentic hardware foundation upon which you can build and maintain your critical automated test and data acquisition systems.

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