淺談儀器儀表自動(dòng)化校檢系統(tǒng)的構(gòu)建

【摘要】隨著人們?cè)陔娮涌萍碱I(lǐng)域的不斷探究，電子信息技術(shù)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，這直接促進(jìn)了儀器儀表自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，其中校驗(yàn)過(guò)程是檢測(cè)儀器儀表正常運(yùn)行的必要程序。本文將詳細(xì)論述校驗(yàn)系統(tǒng)組建的不可或缺性，并對(duì)組建過(guò)程中的硬件和軟件設(shè)備做了具體介紹。

【關(guān)鍵詞】?jī)x器儀表；自動(dòng)化；檢驗(yàn)系統(tǒng)；組建

伴隨著科技水平的不斷進(jìn)步，電子測(cè)量技術(shù)手段正在不斷更新?lián)Q代，在測(cè)試性能速度和測(cè)試準(zhǔn)確度方面也有越來(lái)越高的新要求。儀器儀表在我國(guó)已經(jīng)有了一段相當(dāng)長(zhǎng)久的歷史，最早的儀器儀表是戰(zhàn)國(guó)時(shí)期利用天然磁鐵制作而成的指南儀器，當(dāng)時(shí)被叫做司南。近代第三次科學(xué)技術(shù)革命興起之后，特別是電子計(jì)算機(jī)的運(yùn)用，人工的測(cè)量已經(jīng)不能夠適應(yīng)相對(duì)復(fù)雜的電子測(cè)量技術(shù)，所以儀器儀表的自動(dòng)化技術(shù)就呼之欲出。

一、儀器儀表自動(dòng)化校檢系統(tǒng)的構(gòu)建

許多常見(jiàn)的自動(dòng)化儀器儀表，如信號(hào)發(fā)生器、頻譜分析儀、頻率計(jì)數(shù)器、數(shù)字和模擬示波器、三相交直流標(biāo)準(zhǔn)源等在目前的一些大中型企業(yè)里應(yīng)用范圍十分廣泛。由于它們基本都具備微處理器的智能手段，因此技術(shù)人員每年都需要對(duì)其進(jìn)行固定的檢測(cè)，保證設(shè)備完好無(wú)損。但是，這些自動(dòng)化儀器儀表功能豐富、系統(tǒng)龐雜，人工校驗(yàn)程序極容易發(fā)生錯(cuò)誤，這時(shí)就需要專家開(kāi)發(fā)出一套自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)。整個(gè)自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)主要有硬件和軟件兩個(gè)部分構(gòu)成：

1、自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)硬件組成部分

電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展很好地實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)程序的控制管理，另外，標(biāo)準(zhǔn)儀器、被檢測(cè)儀器、通用接口總線配備的輔助設(shè)備如打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)適配器、電纜的組合應(yīng)用，共同完成了和電子計(jì)算機(jī)的連接，構(gòu)成了整個(gè)自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)硬件部分。

（1）電子計(jì)算機(jī)：選擇市場(chǎng)上能夠處理數(shù)字運(yùn)算的一般計(jì)算機(jī)就可以

（2）可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的儀器設(shè)備：該設(shè)備可以通過(guò)自身的接口來(lái)接受外部傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，讓原先運(yùn)用硬件邏輯無(wú)法解決的問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)橛密浖鉀Q，具有十分強(qiáng)大的靈活性。另外，通過(guò)數(shù)字處理和儲(chǔ)存技術(shù)就能夠很方便地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校準(zhǔn)，從而提升測(cè)量的精準(zhǔn)程度。

（3）GPIB通用接口總線技術(shù)指標(biāo)通過(guò)對(duì)系統(tǒng)控制和測(cè)量結(jié)果的輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)內(nèi)的儀器數(shù)量至多15臺(tái)，總線采用標(biāo)準(zhǔn)的24線電纜，以每秒250—500字節(jié)的傳輸速率傳遞信息，數(shù)據(jù)傳送所能到達(dá)的最大距離最長(zhǎng)為20米。

2、自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)軟件組成部分

自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)軟件組成部分直接決定著控制系統(tǒng)能否完成自動(dòng)化校驗(yàn)，軟件系統(tǒng)除了能夠控制設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的操作，完成檢測(cè)過(guò)程的自動(dòng)化，而且還能夠幫助電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)輸出，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的的自動(dòng)化。

（1）可視化的BASIC語(yǔ)言一方面可以使用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)來(lái)完成計(jì)算機(jī)輸入輸出端口的傳輸功能，另一方面可以通過(guò)應(yīng)用程序編程接口函數(shù)實(shí)現(xiàn)串口通信。這樣只需要安裝相應(yīng)功能的控件，編寫與之相關(guān)的程序系統(tǒng)，就能夠使面板的程序設(shè)計(jì)顯得方便簡(jiǎn)潔，并且將大型程序分割為許多小程序，這些小程序可以隨用戶的選擇來(lái)激發(fā)控制，而不是像過(guò)去那樣將編寫程序的步驟按照精確次序一一執(zhí)行，編程速度得到了很大的提高。

（2）Windows的操作系統(tǒng)由Windows 7開(kāi)始逐漸取代原來(lái)的Windows XP，運(yùn)用GPIB通用接口總線技術(shù)、遠(yuǎn)程控制的儀器設(shè)備、被檢測(cè)儀器的程序設(shè)備來(lái)編制程序，完成該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全部自動(dòng)化校驗(yàn)的功能。

二、自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)組建時(shí)所要注意的問(wèn)題

1、系統(tǒng)校準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)儀器對(duì)于被檢儀器的校準(zhǔn)主要是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)傳輸?shù)娇梢詫?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的被檢儀器時(shí)，被檢儀器的顯示值和標(biāo)準(zhǔn)值就會(huì)得到全面的調(diào)整。大多數(shù)被檢儀器都帶有自校準(zhǔn)功能，過(guò)去在人工的校準(zhǔn)工作中，技術(shù)人員需要打開(kāi)機(jī)盒通過(guò)手動(dòng)來(lái)調(diào)整各器件的數(shù)值狀態(tài)，如今在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化校準(zhǔn)之后，技術(shù)人員原本復(fù)雜的手動(dòng)操作就被省略了，只需要按照程序所給出的提示步驟，按動(dòng)面板鍵位來(lái)進(jìn)行校驗(yàn)調(diào)整。一般的校準(zhǔn)參考常數(shù)都儲(chǔ)存在一種斷電后仍能保留數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存芯片儲(chǔ)存器EPROM當(dāng)中，備份以后的測(cè)量計(jì)算，使用儲(chǔ)存器EPROM實(shí)現(xiàn)了從機(jī)械調(diào)整到數(shù)字校準(zhǔn)的跨越。

2、系統(tǒng)檢定

系統(tǒng)檢定是基于傳統(tǒng)的手工檢定發(fā)展起來(lái)的，并且在多種軟件支持下實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制下的標(biāo)準(zhǔn)儀器和被檢儀器的全自動(dòng)檢定。系統(tǒng)檢定界面十分友好，用戶可以根據(jù)自己的選擇隨機(jī)選擇檢測(cè)點(diǎn)，通常被檢測(cè)儀器顯示的技術(shù)指標(biāo)有三種：一日指標(biāo)、一季度指標(biāo)、一年指標(biāo)。在自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中，用戶可以非常方便地選擇對(duì)應(yīng)不同時(shí)區(qū)選擇相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)處理模式，比如要檢定被檢儀器一年當(dāng)中的穩(wěn)定性考察，技術(shù)人員只需要在面板系統(tǒng)中選擇一年指標(biāo)，那么檢定結(jié)果的判別就會(huì)按照1年的技術(shù)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)。

三、自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)組建實(shí)施策略

校驗(yàn)系統(tǒng)組件雖然在一定程度上實(shí)現(xiàn)了科技的自動(dòng)化技術(shù)，但是這些智能系統(tǒng)的操控仍然離不開(kāi)技術(shù)人員的控制。在當(dāng)代先進(jìn)的管理技術(shù)不斷滲透到企業(yè)中去的時(shí)代背景下，儀器儀表檢驗(yàn)系統(tǒng)想要真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化離不開(kāi)好的管理策略，具體可以從以下方面來(lái)實(shí)現(xiàn)：

1、設(shè)置專門的儀器儀表自動(dòng)化校驗(yàn)部門

以大型科研機(jī)構(gòu)或企業(yè)為例，對(duì)儀器儀表裝置設(shè)定專門的校驗(yàn)部門不僅僅可以合理分配勞動(dòng)力資源，提高工作效率，還可以做好部門間的關(guān)于儀器儀表的銜接工作，針對(duì)校驗(yàn)環(huán)節(jié)的不同需要，采用合適的校驗(yàn)系統(tǒng)。

2、促進(jìn)儀器儀表校驗(yàn)系統(tǒng)朝著安全穩(wěn)定性發(fā)展

采用更加先進(jìn)的控制系統(tǒng)能夠更加有效排除在安全校驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生的多變不穩(wěn)定的問(wèn)題和故障，隨著計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用的迅速發(fā)展，專業(yè)人員對(duì)軟件的不斷開(kāi)發(fā)，控制軟件設(shè)施帶來(lái)的儀器儀表自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)也必將朝著安全可靠的方向不斷靠攏。

結(jié)束語(yǔ)

儀器儀表自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)的組件徹底改變了以往人工檢測(cè)信息量大、耗時(shí)費(fèi)力、容易出錯(cuò)的不良問(wèn)題，很大程度上將復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理變得異常簡(jiǎn)單，我國(guó)的檢測(cè)校驗(yàn)系統(tǒng)也正朝著世界先進(jìn)的自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)不斷發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：袁杰榮，男，1976.6.28，工程師。研究方向：儀器儀表。