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通用数字多用表自动校准/测试系统设计(一)

发布时间:2014-06-09 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:578

    
     数字多用表是工业生产中大量使用的测试设备,又是校准实验室广泛使用的标准装置之一。为了省去仪器校准测试中重复而复杂的手工操作和计算,避免人为误差,提高测试效率,各大数字多用表生产厂家(如YOKOGAWA、HIOKI等) 已推出一些自动校准系统软件产品。但是,大部分产品是特定公司为特定仪器所设计的,通用性低。本文介绍的通用数字多用表自动校准/测试系统,与被校多用表型号、通信接口及具体校准要求无关。
     一、系统设计方案
      本系统硬件由计算机、标准源、被检表及总线组成,应用软件为VS2008,如图1所示。目前的数字多用表主要有GPIB、RS232和USB接口,本系统通用于包含上述任一接口的数字多用表。利用I/O接口完成信号采集,运用计算机优于分析的特点完成信号的数据运算、分析和处理。
     本系统通过总线将计算机与校准源和被校仪器连接,具体校准步骤、校准点根据校准规范和客户要求保存在数据库中,实现具体校准过程与软件主体无关,便于通用。系统软件分为仪器通信、数据库、数据处理三部分,如图2所示。开始校准时,计算机从数据库中顺序获得校准步骤,控制标准源发出信号,被检表测量信号,然后采集标准源信号和被检表测量值,根据要求进行误差计算、超差判定等处理,保存结果并生成报告。
     二、系统软件平台选择
     本系统软件平台选择基于实用与低成本原则。选择VS2008作为系统软件平台进行编写。VS2008运行稳定,便于编写界面,与当下流行的虚拟软件编写程序LabVIEW、LabWindows相比,与数据库连接更加方便和灵活。
     选择VISA(Virtual Instrument Software Architec鄄ture) 作为仪器通信软件,可以从美国国家仪器公司(NI)官网免费获得,在VS2008项目中加载相关库即可运行。系统硬件图开发的一种用来与各种仪器总线进行通信的高级应用编程接口,不受平台、接口和环境的限制,可对GPIB、USB、串口、VXI、PXI和以太网系统进行配置、编程和调制。VISA提供了简单易用的控制函数集和强大的仪器控制与资源管理功能,对于用户而言,只需了解VISA I/O函数的格式和参数,在调用时写入需要的参数即可完成仪器驱动,不需关心VISA库与仪器如何沟通的细节。使用时加载Nation鄄alInstruments.VisaNS,本次程控系统中主要用到的VISA库函数有:
     ViOpen:打开并指定VISA resource name的设备连接。
     ViWrite:向VISA resource name指定的设备写入数据。
     ViRead:向VISA resource name指定的设备读出数据。
     ViClose:结束设备读写并关闭与指定设备的连接。通俗地讲,SCPI ( Standard Commands for Pro 鄄grammable Instruments)是程控仪器“听得懂”的命令,实用VISA命令将SCPI命令发送到仪器,从而仪器根据命令进行测量。SCPI是建立在现有标准IEEE488.1和IEEE488.2基础上的程控仪器标准命令集,通过标准化的编程信息、仪器响应和数据格式保证编程环境的兼容性,缩短对自动测试设备编程的时间。SCPI命令分为SCPI通用命令和仪器指定SCPI命令两部分。SCPI通用命令适用于支持IEEE488.2标准的测量仪器,与仪器的具体测量无关,用以控制状态操作。仪器指定SCPI命令应用于与之对应的仪器,进行测量、读取数据、切换开关及仪器设置等操作。通常由3部分组成:关键字、参数形式和注释。命令格式为:关键字<参数>:关键字<参数>:<参数>,<参数>……
     如果将与具体校准步骤和校准点相关的语句写入软件主体,这样软件的应用具有局限性,只能应用于某一特定型号、特定校准点和特定校准步骤的数字多用表的校准,并且不能根据客户的要求和被检表的实际情况进行灵活变动。用数据库储存具体的校准步骤,然后由函数主体进行调用的好处在于使软件与具体数字多用表和校准步骤无关,拓展了软件的应用范围。用户按照特定格式将校准步骤和数字多用表使用的SCPI语言写入一个数据表保存在数据库。Office自带的Access数据库在数据量为10万条以下数据的情况下,运行速度良好且稳定,故本系统选用Access数据库作为数据存储平台。使用时加载系统自带的库System.Data.OleDb。
转载自中国计量网

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