数字多用表自动校准检定系统.docx

数字多用表自动校准Π检定系统333耿曼红杨正中杨启俊文摘简述数字多用表自动校准Π检定系统的组成,多种功能和系统软硬件的设计特点,并以HP34401A为例说明DMM的自动检定程序流程。详细介绍了作为标准的5700A校准器的特有性能,以及该系统可解决的实际工作问题。主题词数字多用表自动测量硬件软件引言1目前,多功能、高准确度、智能化数字多用表在仪器测量中已日益占据重要的地位。自动化测试也就自然成为当今仪器仪表应用的发展趋势。国外的厂家开发的软件产品都有一个共同的特点:只可部分汉化,表格形式单一,有的不能脱离自身的使用环境,使用户开发的程序不能成为独立的Windows应用程序。为此,根据日益增长的科研生产任务和测试技术的发展需要,我们设计了一套程序,操作简单,运行可靠,全部汉化的自动测试系统软件,建立了数字多用表自动校准Π检定系统,以解决数字多用表的校准Π检定问题。2系统组成及硬件配置数字多用表自动校准Π检定系统是为提高对多种数字多用表进行校准Π检定自动化程度而设计的Windows应用程序,它以5700A校准器为标准源,能对FLUKE公司的8840A,SOLARTRON的7150,7150P,7151,HP的34401A,DATRON的1071,1081以及WAVETEK的7071,7081等多种数字多用表进行自动校准检定,实时显示数据和误差判断,并具有检定数据存盘,证书打印,检定结果查询等多种功能。5700A自动校准Π检定系统由硬件配置和软件设计两大部分组成。在硬件部分中着重研究的是如何使5700A校准器处于最佳的输出状态以及它与数字多用表在连接方法和输出时间上匹配的问题。整个系统由控制器、校准器和被检数字多用表组成,通过后面板的IEEE488接口相互连收稿项目获部技术改造二等奖33中国运载火箭技术研究院102所,工程师,女,33岁,100076—61—接。为保证被检表的可靠量值传递,校准器是一个重要环节。FLUKE公司的5700A多功能校准器,它具有原器校准的特点,只需3个标准10V的直流参考基准以及1Ω和1kΩ的电阻参考基准。校准器本身可完成建立比率、进行比较以及控制测量过程等原来由人工完成的计量功能。5700A通过外加5725A放大器,可提供高达1100V的交直流电压,11A的交直流电流以及可乘1或1.9十进制从1Ω～100MΩ的17种电阻标准。它通过最少的外部标准来计算、校验和调节自身,使其始终符合规定的技术指标,并溯源到国家标准。同时,5700A的内部标准是采用内部比较技术,使各量程溯源到内部基准以消除内部电路的误差。采用的超线性数模转换器(DAC)与内部基准电压一起决定了5700A的准确度;混合参考放大器产生稳定性极高的直流电压基准;精确电阻可作为电阻基准,簿膜电阻可作为电阻源和比例测量;固态热有效值电压转换器可作为内部交直流转换标准;5位半模数转换器(ADC)用于检测零位。这些技术和器件保证了5700A的准确度和稳定性。另外,5700A校准器的输出端和被检数字多用表输入端在前面板进行连接时应注意5700A有5个输出端子:OutputHi,OutputLo,SenseHi,SenseLo和Aux端。数字多用表一般可分为三端、四端和五端输入端子3种情况。根据不同的型号,采用不同的输入连接方法,以保证整个系统自动测试过程的正确和数据可靠。由于构成整个自动测试系统的5700A校准器和被检表以及计算机三者运行速度不同,所以要想充分发挥各个设备的性能,又有理想的运动速度,三者的配合很重要。承担控制和数据采集的计算机运行速度最为快捷,而数字多用表的运行速度主要取决于AΠD变换时间。例如:HP公司34401A的AΠD变换为三次积分形式,在6位半FAST时为200ms,在Slow时约为2s。对于5700A校准器而言,当输出某一数值达到所规定的准确度时需要一段稳定时间,称为建立时间。这时5700A的输出才符合其技术指标所给出的值。对于不同功能,不同量程其建立时间也不一样。因此,在对程序调试时,需要依据5700A和被检数字多用表的不同型号采取相应的措施,以保证系统具有最佳的工作状态和速度。系统功能和软件设计3在软件设计中,系统采用的是以Windows作为开发界面,使用VisualBasic作为开发平台,采用Microsoft公司的软件开发工具VisualBasic和接口板的底层驱动器,进行数据采集和数据处理。系统采用模块化结构,为未来新型号的数字多用表留有余地,有利于系统的扩充。标准的用户界面易于操作,使繁杂的人工校准检定工作变为自动化简捷流畅的工作过程。本系统的功能主要由以下几部分组成:1)误差检定功能·年稳定性检定·24小时稳定性检定·基本误差检定2)自动校准功能·直流电压校准·交流电压校准·直流电流校准—6