基于VB的計量校準系統軟件設計

摘 要： 大量校準儀器都配置通用數字通信接口，很容易集成并和計算機互聯，提高系統功能和自動化程度。為使計算機能夠有效管理和控制這些配有USB，LAN接口的儀器設備，采用VB語言設計了計量校準用戶界面和管理軟件，在此描述了多種計量設備的通信管理、操作引導、校準輔助、自動測量、數據記錄、文件處理等。實際校準測試表明，研究結果可以引導計量操作人員完成校準保障作業，減少了人為儀器操作、線路連接等工作失誤，提高了計量校準工作的自動化水平和工作效率。

關鍵詞： 計量校準； 儀器設備； VB編程； 通信接口

中圖分類號： TN919?34； TP216 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）16?0059?03

0 引 言

在測試計量工作中，大量的標準測量計量儀器配有USB，LAN或RS 232數字通信接口，這些測量儀器以其精度高、功能強、可靠性高等特點在計量校準中發揮了重要作用[1?2]。在對一些復雜系列化設備進行計量校準時，經常需要多種校準儀器協同完成計量校準任務，這就要求計量校準人員不僅要熟練掌握各種被校準設備的校準規程，還要熟練掌握多種校準儀器的功能和操作方法，增加了計量校準人員的工作難度和工作量。本文針對一些主要標準計量校準儀器，介紹了基于Visual Basic編程語言的計量校準軟件，可以有效提高計量校準自動化水平，減少計量校準人員工作強度和人為操作失誤，提高工作效率。

1 計量校準軟件框圖

Visual Basic是一種由微軟公司開發的包含協助開發環境的事件驅動編程語言，VB擁有圖形用戶界面（Graphical User Interface，GUI）和快速應用程序開發（Rapid Application Development，RAD）系統，可以輕易的連接數據庫，或者輕松的創建ActiveX控件。VB還提供了USB，LAN和RS 232通信接口驅動程序，編程人員可以輕松地使用VB提供的組件快速設計應用程序，實現對配有USB，LAN和RS 232接口的計量校準儀器進行通信連接和控制管理。

計量校準工作主要有設備定期校準和根據情況進行的不定期校準。設備保障作業中，計量校準工作量大，涉及學科領域廣泛，因此提高計量校準系統的自動化程度非常重要。針對目前計量校準設備特點和計量校準功能需求，我們采用VB設計了計量校準軟件，校準系統軟件如圖1所示。

校準系統軟件包括校準設備信息錄入模塊、校準線纜連接幫助模塊、校準操作引導實現模塊、校準設備管理控制模塊、校準信息采集錄入模塊、校準數據庫管理模塊和校準文檔生成打印模塊。計量校準人員只需通過菜單選擇相關的計量校準項目，計算機自動完成與該項目相關的模塊調用和數據處理等工作。軟件采用模塊化設計方法，便于修改和功能擴展。

2 計量校準軟件模塊功能

2.1 校準設備信息錄入模塊

校準設備信息錄入模塊主要包括委托方、校準檢定單位、計量標準、計量時間、計量設備等信息（見圖2）。

校準信息錄入還包括校準設備說明書、校準檢定規程等內容（見圖3）。

信息錄入具有下拉菜單提示功能，既可以提供已有的相關信息供用戶選擇點擊查詢，也可以通過鍵盤操作方式直接進行詳細信息錄入。

2.2 校準線纜連接幫助模塊

根據各種校準項目的不同需求，設計相應的校準項目設備連接線路圖，以圖示方式為用戶提供校準系統與被校準設備的線纜連接方法，以便快速、準確地完成檢測前的線纜連接準備工作。該模塊針對不同校準項目的要求分別提示校準系統與被校準設備的名稱、型號、接口名稱和連接線纜名稱，圖形顯示線纜連接圖，提高操作人員校準準備工作效率。

2.3 校準操作引導實現模塊

根據校準項目的需求分別提示校準操作步驟，并調用通信管理模塊對校準系統設備進行管理，根據不同校準項目的操作要求，特別在一些需要校準人員協作配合的操作中，該模塊可以向操作人員發出協同操作提示，以便操作人員按照校準需求有序配合、協同完成整個校準過程。

校準過程通過提示窗口顯示諸如“連接/斷開電纜”、“打開/關閉開關”、“順時針/逆時針調整旋鈕”等信息，依照校準步驟指導校準人員的操作過程。通過點擊“準備工作確認”、“進行下一步”、“退出”等提示信息指導指示校準人員有序地完成校準工作。在校準過程中，操作人員可以通過選擇“保存數據、暫停校準”、“保存數據、完成校準”、“放棄數據，取消校準”、“取消操作、繼續校準”等命令選擇暫停、繼續或終止校準過程。

2.4 校準設備管理控制模塊

根據校準項目的需求對校準系統的標準儀器設備進行通信設置和管理。計算機通過LAN，USB或RS 232接口對數字示波器、任意波形發生器、數字萬用表，以及程控直流穩壓電源、智能數字壓力校準儀進行通信管理，設置其工作狀態，完成相應的信號輸出和信號測量工作。部分標準儀器設備的管理命令如下：

（1）設置RIGOL信號發生器輸出正弦信號波形

命令格式為：

APPLy：SINusoid [<頻率>[，<振幅>[，<偏移>]]]

如設置數字信號發生器輸出1 kHz振幅為5 V，偏移量為-1.5 V的正弦信號， 命令格式為：

APPLY：SIN 1000，5.0，?1.5

信號波形見圖4（a）。

（2）設置RIGOL數字信號發生器輸出鋸齒波信號

命令格式為：

APPLy：RAMP [<頻率>[，<振幅>[，<偏移>]]]

如設置數字信號發生器輸出1.5 kHz振幅為5 V，偏移量為-2.0 V的鋸齒波信號，命令格式為 ：

APPLy：RAMP 1500，5.0，?2.0。

信號波形見圖4（b）。

（3）U3402A數字萬用表電阻測量命令

計算機向Agilent數字萬用表（U3402A）發出測量命令格式為S123。

其中S1是從數字萬用表主顯示屏讀取測量值，2表示測量電阻，3是設置測量電阻量程為50 kΩ。計算機讀取的測量電阻結果為34.156 kΩ，Agilent數字萬用表（U3402A）的面板顯示值如圖5（a）所示。

（4）U3402A數字萬用表電壓測量命令

計算機向Agilent數字萬用表（U3402A）發出命令格式S110。

其中S1是從數字萬用表主顯示屏讀取測量值，1表示測量交流電壓，0表示自動設置量程。計算機讀取的測量交流電壓結果為18.812 mV，Agilent數字萬用表（U3402A）的面板顯示值如圖5（b）所示。

2.5 校準信息采集錄入模塊

根據校準項目要求對測量儀器設備采集參數進行提取。主要包括讀取數字示波器、數字萬用表或智能數字壓力校準儀等儀表的原始測量數據，通過鍵盤錄入、菜單選擇等方式錄入被校準設備的狀態信息，進行必要的處理和合格性檢測后，給出該數據相關測量項目是否合格的結論。

2.6 校準數據庫管理模塊

實現原始測量數據進行存儲、查詢和管理，對校準數據庫進行維護。查詢方式除了根據證書號、委托方信息、被檢定設備信息查詢外，還可以根據校準時間或校準時間段信息進行查詢（見圖6）。

校準數據庫管理模塊還提供原始校準記錄數據庫的導入/導出功能，以便對原始校準記錄數據庫進行備份/恢復，防止原始記錄數據庫的毀壞。

2.7 校準文檔生成打印模塊

按照校準需求自動生成校準文檔，主要包括“校準證書”、“校準表”和“校準報告”。校準文檔可以直接打印，也可以Word文檔格式存儲，以便以后進行格式調整和打印等。

3 結 語

基于VB的校準系統滿足了計量校準單位的設備計量校準需要，通過對現有校準設備的充分利用，采用數字通信技術和集成技術，提高了校準系統的自動化程度和校準數據管理能力，減少了計量校準人員的勞動強度，避免人為操作失誤，提高了校準效率。該校準系統對提高設備計量校準自動化檢測水平，增強裝備保障能力具有重要的價值。

參考文獻

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