智能数据记录 (购置）用户指南

对于需要研究电池性能的电池研究人员和测试人员来说，数据记录是一个重要因素，它可以提供更准确的电流、电压、时间和温度数据，从而提高测试分析的效率。

这些技术策略需要在电池测试行业应用智能数据记录（SDL）功能，阿尔宾测试系统可在实验中使用 SDL 过滤不变的数据测量，降低数据记录率，提高效率，防止数据收集过载导致被测系统（SUT）实验失败。

更改记录数据点的标准

参数

不同范围

比较

目标范围

电压

∆V=Vpresent - Vprevious

XXmV

电流范围

∆I = Ipresent - Iprevious

>,>=, <, <=, &, ||

YYmA

时间间隔

∆I = Ipresent - Iprevious

>=, >, <, =

ZZms

表 1

例如，如果且仅当电压变化等于或大于 1mV，电流变化大于 2mA，或记录一个数据点的时间间隔超过 10ms 时，测试仪才希望使用 SDL 记录数据。

用逻辑表达式可以表示如下：如果 ∆V >= 1mV，且 ∆I >2mA 或 ∆t >=10ms，则记录数据点。后面的章节将指导您在 Arbin 计划文件中实现这一逻辑。

图 1. 常规日志记录（左）与 SDL（右）

禁用 SDL

SDL 启用

人们认为快速记录是在电池测试中获取电压或电流波动的一种方法，然而，电池测试中的高记录率可能无法提供更多信息，因为变化状态非常缓慢。

快速记录可能会对数据库服务器、内存、内存资源和网络带宽造成更大压力，从而可能导致被测电脑丢失数据或性能低下。

Arbin Mits 8.x 使用 SQL 数据库服务器，最大记录速度为 20 点/毫秒（每秒 20,000 个数据点）。如果我们在测试中记录的数据超过 20 点/毫秒，数据就会在 RAM 中缓冲，从而导致 PC 无法处理记录的数据。

通道数

记录率

PC 插入率

无 SDL

SDL

突发模式

2 CH

60µS

33 pts/ms = 33k /sec

没有

是

4 CH

60µS

66 pts/ms = 66k /sec

没有

是

6 CH

60µS

100 pts/ms = 100k/sec

没有

是

8 CH

1ms

8 分/毫秒 = 8 000 分/秒

是

没有

16 CH

1ms

16pts /ms = 16,000 次/秒

是

没有

32 CH

1ms

32 pts /ms = 32,000/sec

没有

是

没有

64 CH

1ms

64 pts /ms = 64,000/sec

没有

是

没有

96 CH

1ms

96 pts/ms = 96,000/sec

没有

是

没有

128 CH

1ms

128 pts/ms = 128,000/sec

没有

是

没有

表 2：Mits 8.x PC 比较 No-SDL/SDL。

ΔV、ΔI 和 Δt 值范围的粒度必须在 ADC 规格或 Arbin Precision System 的精度和准确度范围内（以 PPM 为单位）。

例如，系统精度为 100 PPM (100/1M)，则 ∆V 和 ∆I 的范围应为 0.1mV 或 0.1mA，如果将 ∆V 和 ∆I 设置为 0.01mA 或 0.01mV，则数据采集将失去价值。

请注意精确计算记录数据点的变化范围，以便从实验中获得良好的数据。

阿尔宾智能数据测井解决方案

为了实现智能数据记录，阿尔宾开发了 5 种灵活的解决方案，可根据客户的需求加以应用。我们将逐步介绍如何配置、设置和运行这些方法。

方法 1 方法 2 方法 3 方法 4 方法 5

方法 1

方法 1.用 ∆V 或 ∆I 代替 ∆T 作为记录极限。

与使用时间（ΔT）作为日志限制的常规数据记录相比相比，智能数据记录使用了更多变量作为记录限值，如电压、电流、 ∆V（电压变化）和 ∆I （电压变化）。电压、电流、 ∆V（电压变化）和 ∆I（电流变化）。电流变化）。

例如，电压每变化 2mV 就可以记录一次数据。使用 SDL 时，ADC 仍会连续读取数据，但系统只会根据用户定义的限制记录数据。

让我们来看一个在电池测试中使用 SDL 的示例 - 以恒定电流对电池充电。以恒定电流为电池充电。对电池施加恒定电流时时，我们更关心电压的变化。变化。

因此，使用 ∆V 作为对数极限是一个创新的想法。电池的电池的电压不会是一条线性曲线--电压的变化在开始时会较快，在结束时会较慢。电压的变化在开始时会较快，而在结束时会较慢。

通过将某个 ∆V 设置为极限值，我们希望在开始时记录更多的数据点，而在接近结束时记录较少的数据点。在开始时记录更多的数据点，而在接近结束时记录更少的数据点。

与使用时间限制的常规日志限制方法相比，SDL 的数据点较少，但仍能显示电池的性能。

图 2.电池充电测试期间电压/电流与时间的关系

我们可以看到另一个更复杂的 CCCV 测试示例（恒定电流到恒定电压恒流恒压）。该测试是使用恒定电流将电池充电至目标电压水平目标电压水平，然后将电池保持在恒定电压水平。电池保持在恒定电压水平。

在 CC（恒定电流）阶段，电流是恒定的，主要的变化是在电压上。主要变化是电压。在 CV（恒压电压）阶段，电压将保持恒定，而主要变化将取决于电流。将取决于电流。

在这种情况下，电压和电流都不会被视为合适的对数限值，因为它们都是测试的一部分。因为它们是测试的一部分。

改变能力将是一个可行的选择。阿尔宾提供了为日志限制提供了多种变量类型供您选择。不同的测试应有不同的日志限制设置。

定期数据记录

使用 1A 电流将电池充电至 3.8V，并保持每 2 秒钟记录一次数据。每 2 秒钟记录一次数据。

图 3.定期数据记录的测试时间表

图 4.常规数据记录的测试结果

更改记录数据点的标准

方法1.使用 Mits Pro 8 将 SDL 应用于 Arbin Cyclers

智能数据记录

使用 1A 电流将电池充电至 3.8V，当 ∆V > 5mV 或每 5 分钟记录一次数据。

图 5.智能数据记录测试时间表（Mits Pro8）

方法 1.使用 MITS 将 SDL 应用于 Arbin 循环器

智能数据记录

使用 1A 电流将电池充电至 3.8V，当 ∆V > 5mV 或每 5 分钟记录一次数据。

图 6.智能数据记录（MITS）测试时间表

图 7.智能数据记录测试结果

方法 2

方法 2.使用子日程表更改记录速度

为了便于将现有的时间表快速应用到新的时间表中、传统计划表分为主计划表和副计划表。

副计划表可作为主计划表的参考、可将其作为 "步骤 "之一，同时进行测试。同时测试。

这种结构可以无缝集成和组织测试程序。

子日程表的功能类似于测试日程表调用的独立文件。类似于模拟配置文件。无论模拟文件的复杂程度，它都被视为测试计划中的一个步骤。测试计划。

这种方法规避了 Mits Pro 8 中的 200 步限制，从而实现了测试时间不受限制。利用子日程表还使用户能够根据需要调整记录速度。

子计划功能仅在 MITS 中提供。

让我们来看一个使用子日程表实现 SDL 的示例。在在这个示例中，我们在第二步（步骤_B）中使用了 Sub-Schedule 控制类型。 (步骤_B）。在第一步（步骤_A）中，我们使用 Rest 作为控制类型、在第一步（步骤_A）中，我们使用 "静止 "作为控制类型。但仍与电压测量电路相连，因此可以测量开路电压。因此可以测量开路电压。

每 0.005 秒记录一个点，持续 1 分钟。然后进入子计划步骤（图 9），我们继续运行其余步骤，但将记录速度改为每 0.001 秒记录一个点，持续 10 分钟。将记录速度改为每 0.001 秒记录一个点，持续 10 秒。要激活此功能，图 10 显示必须选中 "使用子计划 "复选框。子 "复选框。使用子计划 "功能的测试结果如图 11 所示。

图 8.主计划表示例

图 9.分计划示例

图 10.单击子日程表中的 "使用子 "框，当测试进入子日程表步骤时，将使用子日程表中的日志设置。测试进入子日程表步骤时，将使用子日程表中的日志设置。子日程中的日志设置。

图 11.记录点与记录速度

方法 3

方法 3：将 SDL 和分计划表结合起来

当 SDL 和子日程表结合使用时，数据记录的灵活性大大提高。

这种方法使用户能够利用更多变量作为记录限值，如电压、电流、 ∆V （电压变化）和 ∆I (电流变化），从而可以根据日志限值的调整以不同的速度进行日志记录。根据日志限值调整以不同的速度进行日志记录。

此外，SubSchedule 还提供了更多选项，可在保持相同控制类型的情况下更改记录速率。记录速率的选项。

例如，用户可以以 1A 的恒定电流充电，并在 30 秒内每隔 0.005 秒记录一个数据点。每 0.005 秒记录一个数据点，持续 30 秒。

然后，在子日程表中，他们可以保持相同的恒定电流，但会根据电压变化调整记录频率。电流，但根据电压变化调整记录频率、每 0.2 伏记录一个数据点。

图 12.主计划每 0.005 秒记录一个点

图 13.每 0.2 伏变化一个子程序记录点

方法 4

方法 4.使用 Kafka/PostgreSQL 提高日志记录速度

如前所述，Arbin 使用的 SQL 数据库每秒可记录 20,000 个数据点（Mits Pro 8）。数据点（Mits Pro 8）。

然而，Arbin PC SQL 数据库的最大插入容量为每秒 80,000 个点。数据库的最大插入容量限制为每秒 80,000 点。记录速率 (MITS)。

过渡到 Kafka 数据库可解决这一限制限制，因为它可以实现无限的插入速度，有效地消除了每秒 80,000 个数据点的限制。每秒 80,000 个数据点的限制。

Kafka 是一个分布式流平台，专为发布和订阅记录流而设计。用于发布和订阅记录流。它采用分布式、分区和复制架构，以确保高吞吐量、耐用性和容错性。

凭借其固有的高吞吐量能力，Kafka 擅长处理大量数据流，使其适用于需要大量数据流处理的场景。需要大量数据流处理的场景。因此，最大记录点可以扩展到硬件限制或 Kafka 集群设置限制。

Kafka 并非传统意义上的数据库，它不具备严格的数据存储和检索功能。相反，它的功能更像一个分布式消息队列，侧重于高性能的消息传递。
与传统数据库不同，Kafka 不限制摄取速度的限制。它的主要目标是最大限度地提高消息吞吐量和处理速度，以满足大规模数据流处理的需求。

因此，Kafka 不会限制摄取速度，因为其的主要目标是提供高性能的消息传递，而不是传统的数据库功能。而不是传统的数据库功能。
Arbin 实施了 Kafka 平台，以利用其分布式架构和优化的消息传递机制来实现架构和优化的消息传递机制，从而实现实现大规模数据处理的高吞吐量和低延迟。

图 14.Kafka 的基本结构

Kafka 作为分布式系统运行，数据分散在集群中的多个代理。这种架构允许 Kafka 根据需要添加更多的代理，从而实现横向扩展。

每个代理处理一部分数据分区，从而使 Kafka 处理大量数据，并将工作负载分布到多台机器。

PostgreSQL 数据库服务器

Arbin 还在 MITS 中提供 PostgreSQL 作为数据库选项。与 MSSQL 相比，PostgreSQL 有几个优势。首先，作为首先，作为开源数据库，PostgreSQL 可以免费使用，并得到强大的社区支持。

它也是一种跨平台数据库，可在 Windows、Linux 和 macOS 上运行、 Linux 和 macOS 上运行，而 MSSQL 主要是为 Windows 设计的。

如下表 4 所示，PostgreSQL 在数据插入率方面也有更好的表现。如下表 4 所示。

PostgreSQL 在处理大量并发插入操作，这意味着它可以更有效地处理多个客户端同时向数据库插入数据的情况。数据库的情况。

此外，PostgreSQL 还提供广泛的可定制性、支持复杂的数据类型和丰富的扩展系统。在 MSSQL 中可能会受到更多限制。

此外，PostgreSQL 的可扩展性和集成能力也值得称道。此外，PostgreSQL 的可扩展性和集成能力也非常显著，这要归功于其插件架构和活跃的开发社区。

总之，这些因素使 PostgreSQL 对要求开源解决方案、灵活性和项目的吸引力。可扩展性的项目的吸引力。

Kafka 和 PostgreSQL 仅支持 MITS。Mits Pro 8 不支持 Kafka 或 PostgreSQL。

插入/查询率比较

数据库

访问量（pps）

MSSQL (pps)

PostgreSQL (pps)

卡夫卡 (pps)

插入率

2000

80,000

100,000

无限

查询率

2000

200,000

333,000

点播

*所有单位均为 pps（每秒点数）
Arbin 数据点的大小为 10 字节，其中包含两个浮点数（每个浮点数 1 字节）和两个无符号字符（每个字符 4 字节），加起来为 10 字节。 (每个字符 4 字节），加起来为 10 字节。

表 4

ΔV、ΔI 和 Δt 值范围的粒度必须在 ADC 规格或 Arbin 精密系统的精度和准确度范围内。精度和准确度的范围内。以 PPM 表示。

例如，如果系统的精度等级为 100 PPM (100/1M)，则 ∆V 和 ∆I 的范围应为 0.1mV 或 0.1mA，如果将如果将 ∆V 和 ∆I 设置在 0.01mA 或 0.01mV 的范围内，那么数据采集将没有价值。数据采集将失去价值。

请注意并精确计算记录数据点的变化范围，以便从实验中获得良好的数据。精确计算记录数据点的变化范围，以获得良好的实验数据。

方法 5

方法 5.直接实时控制 MCU 的 Lua 脚本控制类型。实时控制。

用户可以使用 Arbin 的 Control 类型来制作自己的脚本，与编写时间表相比，灵活性更高。的灵活性。这使用户能够在测试过程中无缝地编辑和修改条件或控制类型。

开发 Lua 脚本主要是为了快速执行调试算法和处理不明确或不完整的功能。

在算法或功能尚未完全开发的情况下在算法或功能尚未完全开发的情况下，用户可以很容易地对其进行调整和定制，以满足其需求。需要。

在计划表中使用 Lua 脚本作为控制类型有以下几个好处有几个好处，包括可以灵活地实施定制的逻辑的灵活性，由于 Lua 脚本轻便易学，使用方便由于 Lua 的轻量级和易学特性，使用方便，以及能快速创建测试方案和算法原型。算法。

Mits Pro8 中没有 Lua 脚本。

图 15.在计划表中使用 Lua 脚本作为控制类型

在图 16 中，我们有四个参数 p1~p4 可以传入程序，用于 doInit 函数或 doControl 函数。可以传入程序，用于 doInit 函数或 doControl 函数传递到程序中。通道编号对应当前运行的 Lua 通道。当前运行的 Lua 频道。

在第 99 行，setODR 功能可让用户修改 ADC 输出数据速率，提供了一种用户友好的方法来实施智能数据记录。智能数据记录。

图 16.Lua 脚本和 setODR 示例

总结

在对细胞进行多通道测试时，将 SDL 与 Arbin cycler 结合使用可提供更准确、更高效的数据记录方式。

这种整合是对卓越的科学研究和技术进步的承诺，为那些寻求稳健高效的数据采集方法的人提供了最先进的解决方案。

智能数据记录 (购置）用户指南

更改记录数据点的标准

图 1. 常规日志记录（左）与 SDL（右）

禁用 SDL

SDL 启用

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