1、引言

　　指針式電測儀表" title="指針式電測儀表">指針式電測儀表以其價格低,，可靠性高,，安裝、更換簡便等優(yōu)點在工業(yè)檢測過程中被廣泛使用,。對電測儀表的定期檢定是保證其正常工作的重要手段,。但是傳統的手工檢定方法，過程繁瑣,、工作量大,，存在著由于人工讀數而降低了檢定精度的不足。隨著科技的不斷進步,，基于通用接口總線(General Purpose Interface Bus,，GPIB" title="GPIB">GPIB)的自動檢定系統代表了未來測量儀器的發(fā)展方向。GPIB 接口通過儀器之間相互通信,，實現信息的共享,，從而完成對被測儀表的自動綜合分析和*估。利用智能儀器和GPIB組成的檢定系統通常由計算機,、儀器模塊和應用軟件三部分組成,，通過軟件控制操作員對被檢儀表的檢定順序，避免了人為的誤操作,，適合于精度要求較高的測量場合,。

　　2、系統硬件設計

　　指針式電測儀表自動化檢定" title="自動化檢定">自動化檢定系統,，按國家的檢定規(guī)程完成了對直接作用的模擬指示直流和交流電流表,、電壓表、功率表和電阻表以及測量電流,、電壓及電阻的萬用表的檢定功能,。系統分為外觀檢查、基本誤差檢定,、升降變差的檢定、位置影響,、功率因數影響,、電壓試驗、絕緣電阻以及阻尼等7個功能模塊,。

　　在硬件上使用Fluke公司生產的臺式萬用表Fluke5520A作為信號源發(fā)生器,，進行對送檢儀表的檢定。通訊部分采用GPIB技術,，能同時連接15 臺儀器設備,，它們相互之間可以直接進行通信。系統的硬件框圖如圖1所示。

　　圖1 系統硬件框圖

　　為了保證系統界面的友好性以及可操作性,，控制器采用了PC機以及WINDOWS98以上的操作系統,；GPIB板卡使用的為AX4810并配備IEEE-488.2標準電纜線。

　　3,、系統軟件設計

　　軟件是在VB6.0下開發(fā)完成的,，從上到下分為三層：上層的計量流程控制層，中層的儀器控制層,，以及底層的驅動程序,。底層驅動程序接口是由硬件廠商提供的，可直接調用GPIB接口函數,。中層的儀器控制層是實現的對多功能多產品校準器5520A的控制,，包括初始化儀器、儀器自檢,、儀器連接以及電壓發(fā)生,。上層的計量流程控制層是嚴格根據國家計量規(guī)程所規(guī)定的檢定方法的自動化實現。檢定部分軟件流程圖如圖2所示,。

　　圖2 檢定軟件流程圖

　　3.1 控制過程

　　在該檢定系統中,，插有GPIB 接口卡的PC機作為控者，Fluke5520A多功能校準器作為說者和聽者,，其過程為：由計算機發(fā)出Fluke5520A多功能校準器相對應的功能程控碼,，經過GPIB 接口板卡，將控制程控碼發(fā)送到被控儀器,。此時被控儀器處于受命狀態(tài),，其狀態(tài)應與所發(fā)功能碼要求的狀態(tài)相同。隨后計算機發(fā)程控碼設置標準源發(fā)生信號,，經過GPIB 接口板可使被控儀器處于“說”狀態(tài),，此時計算機接收被控儀器的測量數據，并按使用者的設置對測量數據進行相應的處理,，同時同步地進行數據顯示,，從而完成一項功能的檢定。

　　3.2 GPIB編程技術

　　數據通信是通過AX4810P型GPIB 接口卡進行的,，在通訊時,，這需要調用AX4810P.DLL 動態(tài)鏈接庫中已聲明的功能函數。通訊前首先要對通訊接口初始化來打開儀器,、設置參數,，調用ibdev函數。

　?。?）發(fā)送命令子程序

　　通過GPIB函數ibwrt將命令發(fā)送給Fluke5520A,。其中參數dmm為通訊初始化時返回值,，MeasureCmd為軟件設定Fluke5520A需產生的信號值。

　　Public Sub SendToDevice (MeasureCmd As String)

　　Dim cmdstr As String

　　‘向Fluke5520A發(fā)送需要輸出的信號值

　　cmdstr = "OUT " & MeasureCmd + "; *WAI"

　　ret = ibwrt(dmm, cmdstr, Len(cmdstr))

　　‘使Fluke5520A執(zhí)行命令

　　cmdstr = "OPER; *WAI"

　　ret = ibwrt(dmm, cmdstr, Len(cmdstr))

　　End Sub

　?。?）接收數據子程序

　　Fluke5520A向PC機返回的測量值存放在reading變量中,，在調用此過程時所需要傳遞的參數count為PC機要從GPIB讀取數值的字節(jié)數。

　　Public Sub ReadFromDevice(count As Integer)

　　‘向儀器發(fā)送輸出數據命令

　　cmdstr = "OUT?"

　　ret = ibwrt(dmm, cmdstr, Len(cmdstr))

　　‘延遲10s

　　delay 1000

　　‘讀取數據

　　ret = ibrd(dmm, reading, count)

　　‘延遲20s

　　delay 2000

　　End Sub

　　3.3 數據修約子程序

　　計量檢定過程中對于檢定結果的數據處理有嚴格的要求,。指針式儀表的最大誤差和實際值或修正值的數據都要先計算后修約,。我國對“數值修約規(guī)則”在1987年就制定了GB8170-87國家標準，數值修約的基本方法是遵循四舍六入偶數法則的,，當被修約數的值與上下兩個允許修約值的間隔相等,，則按1、2,、5的整數倍修約,。在進行常規(guī)修約時，只需根據四舍六入偶數法則即可方便處理,。但是,，當需要按1、2,、5的整數倍修約時就比較麻煩,。系統中用VB編寫的數據修約子程序流程圖如圖3所示。

　　圖3 數據修約程序流程圖

　　4,、檢定結果及分析

　　在軟件試運行期間具體驗證了客戶送檢的一臺標稱等級為0.2級的直流電流表,，給出其基本量程的15個點檢定結果，如表1所示,。

　　表1 檢定結果分析

　　由檢測數據可看出,，系統地讀回值的精度嚴格遵守0.2級儀表的要求，修約值準確無誤,。系統在實際運行中達到了良好的效果,，通訊響應速度快，系統運行穩(wěn)定,，各個功能模塊均能較好地實現,。

　　5、結束語

　　采用GPIB 通用接口總線組建的檢定系統,，改變了傳統手工操作,、單臺使用的做法。通過GPIB 接口,，一方面，人們可以在PC 機上利用軟件控制并配置相應儀器,，另一方面,，由于GPIB 集成了高級語言接口程序和大量的實用的庫函數,，用戶可以使用任一種高級語言來編寫自動檢控程序，對測量對象進行實時的檢定和監(jiān)控,。這樣,，用戶就可根據自身的需要，靈活多變的組建自動檢定系統,，滿足科研和教學工作的不同需要,。