基于总线技术的仪器仪表自动检定系统设计

兰州文理学院学报（自然科学版）基于总线技术的仪器仪表自动检定系统设计宋丽涵，张琴（莆田学院机电工程学院，福建莆田351100）在军事领域中表现出了卓越的发展趋势。针对目前仪器仪表检定手段不足的实际情况，设计了基于总线技术的仪器仪表自动检定系统。概括了仪器仪表的研究现状和发展方向，介绍了现有的各类总线技术，并基于总线技术搭建了仪器仪表自动检定系统平合，分析了该检定平合的功能，*后着重从软件方面阐述了仪器仪表自动检该系统共包括六大模块，每个模块的功能都是独立的，系统的主功能就是其中的仪表校准模块。

仪表校准资料询系统软件总体结构示意软硬件配置在自动检定系统中，常用表1中所列出的几种外部接口标识。其中GPIB接口包含的输入输出数据线8条、挂钩线3条、管理线5条以及地线若干条，一台包含有GPIB卡的测试控制器*多容纳14台仪器；RS232接口并未对连接器的物理特性进行定义，所以可以连接的连接器型号较多，不同的连接器具有不同的引脚定义，本文选用的连接器型号为DB-9，能传递9个异步通信信号；LAN接口在信息传输过程中采用的是TCP/IP协议。系统硬件配置包括：具有2G内存和160G硬盘的测控计算机；电子科技大学研制的PCIGPIB卡；以及电源设备、打印设备、路由器和测试附件等。系统的软件配置包括WindowsServer2003的操作系统；声卡、显卡网卡、GPIB卡以及打印等驱动程序；SQLServer2005数据库；VISA空间、示波器控件、图像显示控件等支撑软件；装备仪表校准系统等应用程序。

表1自动检定系统常用的外部接口标识编号名称标识符版本通用总线接口串行接品局域网接口系统软件的主要功能是数据管理以及仪器仪表校准，所以为了便于操作，系统还提供了辅助引导功能，给出了具体的系统软件总体框架示意图。

系统软件总体框架3.3系统功能分析通过搭建该自动检定系统的硬件和软件平台，主要可以实现以下功能：首先是仪表校准，设计的仪器仪表自动检定系统具有11种校准仪器仪表的能力，同时可以对需要的校准软件功能进行定制，目前可以支持对43种常用仪表提供校准服务，仪器仪表校准目前有三种形式，根据待校准仪表的接口情况可以有选择的使用自动、手动或半自动的形式。其次是管理数据的功能，仪表校准的所有数据都在系统的数据库中保存，同时系统还提供七项数据管理功能，便于对仪表待校准、已校准、受检率等数据进行分析。第三是信息资料的查询，通过相关信息的录入，可以对历史数据进行查询和导出，利用系统介绍，还可以了解使用帮助，查看操作细则等。*后是软件维护，该功能主要包括仪表校准维护和系统本身的维护，通过前者可以配置校准项、标准仪表等信息，通过后者可以完成信息的录入、数据备份以及密码设置等。

4自动检定系统软件设计4.1模块设计自动检定模块共包括三个部分，分别为计示值检定模块、输出检定模块以及计光源算起稳定度检定模块，以输出检定模块为例，给出了具体的检定模块设计图，由图可知，首先要显示仪器连接信息，然后初始化光功率计，通过检定点数据的读取，输出功率值，然后根据检定点触发的事件对结论进行计算。

输出检定模块设计。2专用驱动设计对于仪器仪表，使用IVI驱动器进行分类，同类的仪器可以使用同样的仪器驱动器。软件中的IVI驱动程序参照现有的规范设计驱动程序，规范中缺乏的仪器仪表，需要对仪表类接口进行设计，对驱动程序进行自行设计。在光功率计和光衰减器的驱动设计中，可以按照IVI的思想首先初始化光功率计（光衰减器），通过指定类的获取创建实例。针对光功率计的专用驱动，首先要设置光功率计的波长驱动，然后对该光功率计进行自动调零驱动，通过判断光功率计是否加平均驱动，*后对现实的光功率计数据进行读取。光衰减器的专用驱动设计同样也是分四步进行，首先是设置光衰减器的波长，然后通过衰减值的设置，把衰减值设置命令写入光衰减器中，第三步是光衰减器衰减值读取驱动，*后通过衰减器禁止或允许输出的设置，把相应命令写入光衰减器中。

4.3系统测试选用光纤多用表对基于总线技术设计的仪器仪表自动检定系统进行检验。测试的内容主要包括三项：仪表的输出功率测试、光功率计示值以及测试光源短期稳定度。在测试前，首先要通过GPIB主控电缆在安装有PCPGPIB接口卡的主控计算机上接入光功率计以及光衰减器，然后将主控计算机、待校准仪表、光功率计、光衰减器以及光源依次接通电源并准备开机。系统启动之后，会显示一个启动界面，点击选择其中的仪表校准按钮，选择相应的仪表类别，点击光功率计选项，双击待校准仪表相同的名称，在弹出的对话框中录入待校准仪表的相关信息，完成后启动校准按钮，会弹出光功率计示值的相应选项，根据提示框显示，盖上待校准仪表的保护盖，进行调零操作，调零后，要进行仪表测试连接，并进一步开始测试并获取相关数据。通过以上步骤系统可以针对光功率计示值测试每一个检定点，同时还可以记录每个检定点的测试结果。输出功率以及光源短期稳定度都可以类似步骤进行校准。

5结论本文对仪器仪表检定系统发展历程做了简单的回顾，分析了常见的三种总线技术，并在此基础上搭建了仪器仪表自动检定系统的软硬件平台，为了实现自动检定方案，利用IVI驱动规范对光功率计示值、输出以及短期稳定度进行分析设计，并在光功率计和光衰减器驱动设计的基础上设计了专用驱动，*后通过系统测试验证了该系统的可行性。仪表计量正在向仪器仪表的自动检定方向发展，还需要我们付出更多的努力，使仪器仪表自动检定系统更加完善，把所有的仪器仪表种类都能涵盖在内，不仅要实现仪器仪表的智能化发展，还要在虚拟仪器技术的支持下，实现仪器仪表自动检定系统的远程诊断和校准。