數(shù)字多用表、多功能校準(zhǔn)源自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)

白靜

山西大眾電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司 山西太原 030024

1 數(shù)字多用表簡(jiǎn)介

數(shù)字萬(wàn)用表也稱數(shù)字多用表，簡(jiǎn)稱DMM，數(shù)字萬(wàn)用表是當(dāng)前電子、電工、儀器、儀表和測(cè)量領(lǐng)域大量使用的一種基本測(cè)量，已被廣泛應(yīng)用于電子及電工測(cè)量、工業(yè)自動(dòng)化儀表、自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)等智能化測(cè)量領(lǐng)域，展示出強(qiáng)大的生命力。

2 相關(guān)檢定技術(shù)

在此僅列舉敘述交流電壓部分的檢定技術(shù)。

檢定條件：環(huán)境條件，環(huán)境溫度符合JJF1587-2016《數(shù)字多用表校準(zhǔn)規(guī)范》所規(guī)定的溫度范圍，18℃±2℃相對(duì)濕度：20%-75%，供電電源：（220±22）V，（50±1）Hz，周圍無(wú)影響檢定系統(tǒng)正常工作的機(jī)械振動(dòng)和電磁干擾。

檢定用設(shè)備：檢定用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備須經(jīng)過(guò)法定計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)檢定合格，并在有效期內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的測(cè)量范圍覆蓋被檢器具的測(cè)量范圍。

檢定方法：外觀：無(wú)影響正常工作的機(jī)械損傷；工作正常性：通電前檢查被檢表旋鈕靈活性，通電后檢查被檢表各開(kāi)關(guān)及功能鍵的正常性，通電后應(yīng)能正常工作；

電壓示值誤差：被檢表在合規(guī)檢定條件下放置24小時(shí)以上，同時(shí)對(duì)檢定用設(shè)備進(jìn)行預(yù)熱和預(yù)調(diào)；選擇準(zhǔn)確度最高的一個(gè)頻率點(diǎn)對(duì)基本量的五個(gè)點(diǎn)（一般包括量程上限的1/10量程點(diǎn)在內(nèi)），非基本量的三個(gè)點(diǎn)（一般包括量程上限的1/10量程點(diǎn)在內(nèi)）進(jìn)行檢定，在每個(gè)頻段的上、低頻驗(yàn)證各量程上限和110量程點(diǎn)，或者根據(jù)具體要求增減檢查點(diǎn)；交流標(biāo)準(zhǔn)源法：選擇要通過(guò)通信檢查的表的適當(dāng)范圍標(biāo)準(zhǔn)電壓源輸出預(yù)置標(biāo)準(zhǔn)你的價(jià)值，得到從測(cè)試表指示值Ut，讀取和記錄相應(yīng)的指示值，并計(jì)算出的指示值誤差測(cè)試表。

當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電壓源和被檢表的量程不一致時(shí)，可用感應(yīng)分壓器分壓后再做檢定。

絕對(duì)示值誤差和相對(duì)示值誤差公式中，標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)當(dāng)同時(shí)乘以感應(yīng)分壓器（交流分壓器）的分壓比K。

穩(wěn)定性：一般表示為10min或24h穩(wěn)定性，由交流電壓源輸出一交流電壓，得到標(biāo)準(zhǔn)值Ur，在限定時(shí)間內(nèi)觀察被檢表的示值變化，按照公式計(jì)算被檢表的穩(wěn)定性；

分辨力：選擇被檢表最小量程，從信號(hào)源輸出交流信號(hào)（選擇儀表精度最高的頻率點(diǎn)作為頻率），使表顯示某個(gè)值并同時(shí)讀取該值然后微調(diào)儀表讀數(shù)，在最后一個(gè)位置改變一個(gè)單詞，再讀出檢定裝置的示值U2，則兩次示值之差為被檢表的最高分辨力；

輸入阻抗：交流數(shù)字電壓表的輸入阻抗是輸入交流電壓變化量與交流電流變化量之比，通常用在輸入端的電容Ci和并聯(lián)等效電阻Ri表示。

頻率響應(yīng)：頻率響應(yīng)表示校準(zhǔn)點(diǎn)輸入交流電壓的誤差值與頻率變化的關(guān)系，即AC -dvm的精度隨頻率而變化，而交流輸入信號(hào)的電壓值保持不變。

利率變化的關(guān)系；它的測(cè)量可以與電壓指示誤差的測(cè)量相結(jié)合。如果已知頻率響應(yīng)趨勢(shì)，則可以根據(jù)變化趨勢(shì)選擇頻率點(diǎn)。彎曲部分應(yīng)該取更多的點(diǎn)；如果所需的頻率的交流電壓下添加到表的輸入端測(cè)試，這個(gè)電壓的值之間的差異，交流電壓的振幅與其他指定的頻率代表頻率的質(zhì)量特征。

3 自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

目前本計(jì)量室檢定數(shù)字多用表的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備選用多功能校準(zhǔn)儀（型號(hào)：DO30），通用測(cè)量程序有交流電壓、直流電流交流、電流電阻等參數(shù)，目前檢定數(shù)字多用表采用手動(dòng)加自動(dòng)相結(jié)合，由此，通過(guò)研究學(xué)習(xí)研發(fā)設(shè)計(jì)自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)；

自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)的硬件包含了標(biāo)準(zhǔn)源打印機(jī)、數(shù)字表GPIB總線電纜等，由主控計(jì)算機(jī)完成可計(jì)量檢定。系統(tǒng)中應(yīng)用數(shù)字表和標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量檢定員，多功能校準(zhǔn)儀DO30實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的可信性可靠性準(zhǔn)確性的統(tǒng)一[1]。

在CVI環(huán)境下，系統(tǒng)平臺(tái)操作對(duì)檢測(cè)儀器設(shè)備加以運(yùn)行，測(cè)試儀器通過(guò)通信輸入控制參數(shù)，輸出測(cè)量結(jié)果予以設(shè)置和顯示。程序入口處利用代碼生成器提供代碼，函數(shù)兩種交互式編輯工具，在查詢函數(shù)的連接幫助信息上，通過(guò)結(jié)構(gòu)命令的框架，使得函數(shù)面板以交互式執(zhí)行函數(shù)操作，實(shí)現(xiàn)交互數(shù)。針對(duì)測(cè)控領(lǐng)域的應(yīng)用，提供了功能各異的庫(kù)函數(shù)，在數(shù)據(jù)采集上實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)函數(shù)庫(kù)的運(yùn)行[2]。

完成模塊化結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的同時(shí)，采用windows測(cè)試軟件實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)引擎的運(yùn)動(dòng)。可以實(shí)現(xiàn)與多種數(shù)據(jù)庫(kù)連接，采用多驅(qū)動(dòng)瑪庫(kù)管理技術(shù)，工作量較大，各個(gè)廠家生產(chǎn)的成功數(shù)字代碼不同，按照通常的方式編寫自動(dòng)計(jì)量程序，只能實(shí)現(xiàn)多功能源對(duì)某一種型號(hào)的成功數(shù)字全自動(dòng)計(jì)量[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

數(shù)字源表相當(dāng)于集合電流源、電壓表、電壓源、電阻表和電流表于一體的綜合體，具備精密定時(shí)能力，源和表可以并行測(cè)試，有著低噪聲、高穩(wěn)定性、高精密的直流電源和高重復(fù)性、低噪聲、高輸入阻抗的多功能表組成，對(duì)新型號(hào)的數(shù)字表，根據(jù)新的儀器驅(qū)動(dòng)代碼，通過(guò)新儀器參數(shù)輸入，在功能模塊上新增儀器參數(shù)，滿足新的數(shù)字多用表自動(dòng)測(cè)試需要，增加的新型儀器各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)要顯示在系統(tǒng)檢定的范圍內(nèi)。在今后的發(fā)展趨勢(shì)上已經(jīng)成為代表性技術(shù)，可以大大提高穩(wěn)定性、可靠性、測(cè)試精度，并且具有良好的可維護(hù)性和擴(kuò)展性。