計算機自動校準系統的實現和應用

文/吳瓊雅

現如今，電子測量儀器在傳統儀器的基礎上多了一個或多個通信模塊以及數據的接口。因為各類電子測量設備的通信方式和使用的協議是不同的，這就對測量系統開發者的要求較高，他們必須學習不同的應用程序接口。也就是說，若想把各種分立的儀器集成為智能的自動校準系統，是需要通過計算機發送并接收很多協議的命令，這意味著大量的編程工作。

為適應電子測量儀器的發展和滿足自動校驗儀器的，在美國NI-488.2 和NI-VISA 的儀器基礎上，我們采用了NI-VISA 標準命令的賽寶軟件。這種軟件運用了可編程儀器的標準指令SCPI，該指令支持多種儀器接口，比如GPIB、USB、PCI 等，這使得測量校準系統的接口的兼容性得到了擴展。改軟件平臺的使用，降低了自動測量系統開發者的學習量和學習任務，他們只需要使用SCPI 指只能令并在軟件里設計出一個標準的智能的測量校準程序。

1 計算機自動校準系統概述

校準是指在規定條件下，為確定計量器具示值誤差的一組操作。是在規定條件下，為確定計量儀器或測量系統的示值，或實物量具或標準物質所代表的值，與相對應的被測量的已知值之間關系的一組操作。自動校準是只這個過程可以通過計算機，軟件等進行。校準結果可用以評定計量儀器、測量系統或實物量具的示值誤差，或給任何標尺上的標記賦值。目前為止，各個行業伴隨著計算機的進步都在提升相應的工作模式或方式。校驗也不再和傳統的校驗工作相同，而是有了新的發展方向和模式。例如示波器自動校驗系統，這是我國自產的自動化校驗系統，是國內首創，其功能已經達到了國際的領先水平。這種校驗系統都在計算機的輔助和支撐下發展更新。自動校驗系統我們在全新的自動校準軟件的基礎上，結合傳統的校準技術，開發除了了高頻信號源、高精度多功能校準、網絡分析儀、通信系統的綜合性測試儀器等幾十個類別的自動校準項目，這大大提高了校準的效率和準確性，降低了人為介入的差錯率，減少了測試員的工作強度。賽寶的自動校準系統的具體過程是先鏈接硬件設備，即計算機、標準器、需要檢測的儀器、USB 等，然后啟動計算機，彪標準器和需要檢測的儀器打開進行預熱，最后搜索GPIB 等端口的地址。

2 計算機自動校準系統的界面及初始化操作

點擊對應的自動化校準的按鈕，就可以使自動校準系統啟動，隨后將進入系統的主要界面。界面將顯示儀器自動校準的相關內容。首先，需要攢則需要測試的儀器所對應的程序，然后設置相關參數，比如被校對儀器和標準器的端口地址，最后需要設置校準的項目，經過以上的操作步驟，平臺即可完成初始化設置。

3 測量校準過程中的主程序

這個程序有以下幾個功能：設置儀器測量的狀態，取得測量后的數據，顯示數據處理的過程，判定數據結果，對取得的數據進行保存等功能。自動化的校準程序通過對人工校準的整個過程進行了模擬以進行測試，該儀器設置了一些參數，比如功能，測量的結果值，量程，所得數據的精度，取得樣本的時間和速率等。依據校準的規范或者被測儀器的說明書要求而設置了以上的數據，數據結果的判定是在軟件處理完后自動給出的結果。自動校準軟件測量系統會將不合格的數據加以區分并突出顯示這部分的內容，使得檢測人員能夠清晰快速發現錯誤區間，及時進行調整修正。

自動校準系統能夠自動生成原始數據資源，方便查詢記錄和訪問具體內容，在數據校對時便捷了人工操作的繁瑣性，解放人類勞動，同時減輕人為操作帶來的失誤和差錯，顯得更加智能化，降低勞動強度，有效提升工作效率，確保數據資料的完整性和精準性。因此，檢定員在已經生成記錄的系統上進行選裝，同時填上測量數據參數與數據處理結果等生成模板，計算機即可自動校準系統生成相應的原始記錄和校準證書內頁。該項原始記錄的過程能夠與當今現有的ERP 等管理辦公系統實現無縫鏈接．而進行相關項目的工作人員只需要將原始記錄等數據進行導入，即可實現校準證書的生成與完備。通過系統模板的自動生成程序，從而大大簡化了原始記錄轉化為校準證書的繁瑣錄入過程。

軟件自動校準平臺先后在賽寶計量中心無線電室、電學室等部門大規模投人使用后，獲得廣泛贊譽。以美國Agilent 公司的66319B/D 通信電源為例，之前由檢定員手動進行校準，忽略儀器預熱和數據處理時間等誤差情況下，單是采用檢定員手工校準的過程，每臺大約耗費人工時間達到20 分鐘；現改用軟件自動校準平臺，加上數據處理時間與儀器預熱等誤差，每臺耗時不超過十分鐘，效率提高100%。除此之外，由于速度上的優勢．自動校準的校準點可以應客戶需要適當增加，進一步提升了賽寶計量中心校準技術服務的質量。

綜上所述，軟件自動校準平臺是一個集現代化高科技集成的一種高效率自動化測量校準方式；軟件自動校準平臺通過系統模板預載等設計成功地模擬了人工校準的操作過程，從而實現系統的自動化校準模式；軟件自動校準平臺的設備驅動和架構兼容性強，完全兼容現有的任何接口通信協議，其中包括常用的ERP等企業管理系統。并且軟件自動校準平臺可以通過升級系統的驅動程序支持將來可能出現的先進接口通信協議；同時，架構兼容強使得現有對接的賽寶辦公系統能夠直接生產原始記錄和校準證書，從而大大降低了檢定員和證書錄入員的勞動強度，并大幅提高了校準的效率，有效降低了證書報告中的人為差錯率。

4 結束語

綜上所述，計算機自動校準系統的實現和應用是通過以系統自動化模板代替人工操作的過程，從而實現效率與精確度的雙重提升。現今的計算機自動校準系統多用于各種計量平臺，并且通過構架兼容性強與設備驅動的升級實現對企業辦公軟件系統的良好對接。