多型號高精度數(shù)字多用表檢定系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

熱娜古麗·吾甫爾

【摘 要】一直以來，數(shù)字多用表檢定系統(tǒng)均存在測試程度通用性差、無法擴(kuò)展等缺陷，給日常應(yīng)用帶來較大的局限。為了更好的提升數(shù)字多用表檢定系統(tǒng)的應(yīng)用范圍和性能，本文探討了在校準(zhǔn)儀器的原理及功能的基礎(chǔ)上，以數(shù)字多用表檢定規(guī)程為依據(jù)所涉及的一種多型號高精度數(shù)字多用表的自動檢定系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字多用表；檢定；儀器控制；穩(wěn)定性分析

一、引言

Fluke公司5700A系列校準(zhǔn)器是可以應(yīng)用于多種電子測量儀器校準(zhǔn)的精密設(shè)備。目前在全世界范圍內(nèi)，該系列校準(zhǔn)器已經(jīng)被當(dāng)做是電子測量儀器的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。采用Fluke 5700A系列校準(zhǔn)器可以對交流、直流電壓/電阻等精密多用表進(jìn)行校準(zhǔn)。在數(shù)表計(jì)量中，研究人員一直致力于提升數(shù)字多用表計(jì)量檢定的智能化、自動化和精確化的研究。

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

系統(tǒng)由高精度多功能校準(zhǔn)器Fluke公司5700A、GPIB接口卡、被檢數(shù)字多用表及測試電纜等組成，校準(zhǔn)器和數(shù)字多用表按照要求開機(jī)預(yù)熱。使用GPIB電纜將FLuke700A高精度多功能校準(zhǔn)器和具備PCI-GPIB接口卡的計(jì)算機(jī)連接，對于被檢定的數(shù)字多用表則根據(jù)其接口類型使用相應(yīng)的電纜連接，再將5700A和被檢數(shù)字多用表用測試導(dǎo)線連接，由控制計(jì)算機(jī)通過GPIB接口發(fā)出程控命令控制5700A校準(zhǔn)器向被檢定的數(shù)字多用表各個(gè)輸入端輸出欲檢定參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值，再調(diào)用相應(yīng)的程控命令控制數(shù)字多用表進(jìn)行測量，并把測量數(shù)據(jù)返回計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)依據(jù)檢定規(guī)程和被檢數(shù)字多用表的技術(shù)指標(biāo)判斷測量值是否超差，測試完畢后，由計(jì)算機(jī)判斷儀器是否合格、限用、停用，然后打印原始記錄及檢定證書。

三、軟件設(shè)計(jì)及說明

（一）操作界面設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的操作界面，如圖2所示，用VB6.0來實(shí)現(xiàn)，根據(jù)數(shù)字多用表檢定規(guī)程，并按照5700A 和數(shù)字多用表的操作步驟，實(shí)現(xiàn)交（直）流電壓、交（直）流電流和二線、四線電阻的各個(gè)量程的計(jì)量檢定，在設(shè)計(jì)過程中時(shí)時(shí)想到用戶，盡量做到操作簡單方便，不需要經(jīng)過專門的培訓(xùn)。在測量過程中，用戶可隨時(shí)中斷或停止操作，而且在檢定過程中，數(shù)據(jù)顯示屏幕能實(shí)時(shí)顯示測量信息、被測數(shù)據(jù)和實(shí)測數(shù)據(jù)，并使用彈出式對話框提示用戶操作時(shí)的注意事項(xiàng)，防止誤操作，測試數(shù)據(jù)不恰當(dāng)或各種意外，都會有相應(yīng)的提示，在每一個(gè)項(xiàng)目檢定完成后，系統(tǒng)提示測試完成、保存結(jié)果等，如圖3所示，提高系統(tǒng)軟件質(zhì)量和可靠性。

（二）主程序設(shè)計(jì)

主體軟件模塊完成儀器選取、參數(shù)設(shè)置、儀器自檢、開展計(jì)量項(xiàng)目檢定等功能如圖1所示，檢定任務(wù)由一個(gè)或多個(gè)檢定項(xiàng)目組成。

根據(jù)檢定規(guī)程分別設(shè)計(jì)了DCV、DCA、ACV、ACA、OHM 等項(xiàng)目的測試流程，并對各項(xiàng)目的測試量程進(jìn)行了統(tǒng)一，在各量程中可以根據(jù)用戶的需要任意增減測量點(diǎn)，使自動檢定更合理、靈活。在數(shù)據(jù)處理部分，由被檢數(shù)字多用表返回測量結(jié)果后，與5700A發(fā)送的標(biāo)稱數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，依據(jù)檢定規(guī)程定義的超差公式判斷測量結(jié)果是否超差，并根據(jù)超差點(diǎn)的數(shù)量判斷該被檢數(shù)字多用表是否合格。數(shù)據(jù)庫管理部分，測試的所有信息存儲于數(shù)據(jù)庫中，以便測試數(shù)據(jù)的事后分析及數(shù)據(jù)庫管理。由于本系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)量較小，一個(gè)運(yùn)行于單機(jī)、小規(guī)模的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)即可滿足需要，因此，選用微軟Ofice內(nèi)置的Acess桌面數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。結(jié)果輸出部分，如何設(shè)計(jì)規(guī)范的符號國軍標(biāo)和滿足用戶要求的檢定證書并打印出來，這是相當(dāng)重要的，也是整套自動化測試系統(tǒng)的完美結(jié)局體現(xiàn)。本系統(tǒng)采用VB6.0的數(shù)據(jù)報(bào)表設(shè)計(jì)器設(shè)計(jì)了原始記錄報(bào)表及檢定證書報(bào)表，格式符合國軍標(biāo)及校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可要求。

（三）儀器控制軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)使用VB6.0調(diào)用接口軟件包的通用函數(shù)完成對儀器的控制。對于GPIB接口，控制函數(shù)程序模塊主要有vbib-32.bas和niglobal.bas，通過調(diào)用GPIB板通用函數(shù)設(shè)計(jì)儀器控制所需的函數(shù)和過程，包括檢查儀器在線函數(shù)、儀器初始化過程、寫儀器過程、讀儀器函數(shù)和斷開儀器控制過程。對于USB接口，廠家通常自帶設(shè)備驅(qū)動和USB驅(qū)動程序，并于動態(tài)鏈接庫d11文件的方式實(shí)現(xiàn)，用戶只需按照使用說明操作。對于使用串口測試，則只需按照VB的MSCOMM控件的屬性和方法編寫即可。

四、結(jié)論

本系統(tǒng)是根據(jù)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室計(jì)量工作的需要，按照現(xiàn)行相應(yīng)檢定規(guī)程要求，采用VB6.0軟件環(huán)境開發(fā)的一套基于多功能校準(zhǔn)器5700A的數(shù)字多用表自動化檢定系統(tǒng)。其主要作用是對各種帶GPIB、RS32或USB接口的多種型號數(shù)字多用表進(jìn)行自動化操作，完成對數(shù)字多用表各種參數(shù)的計(jì)量檢定。本課題的研制成果已經(jīng)在有關(guān)單位得到應(yīng)用，并取得很好的效果，提高了數(shù)字多用表的計(jì)量檢定能力。

【參考文獻(xiàn)】

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