多型号高精度数字多用表检定系统设计及实现

　　【摘要】一直以来，数字多用表检定系统均存在测试程度通用性差、无法扩展等缺陷，给日常应用带来较大的局限。为了更好的提升数字多用表检定系统的应用范围和性能，本文探讨了在校准仪器的原理及功能的基础上，以数字多用表检定规程为依据所涉及的一种多型号高精度数字多用表的自动检定系统。
　　【关键词】数字多用表；检定；仪器控制；稳定性分析
　　一、引言
　　Fluke公司5700A系列校准器是可以应用于多种电子测量仪器校准的精密设备。目前在全世界范围内，该系列校准器已经被当做是电子测量仪器的校准标准。采用Fluke5700A系列校准器可以对交流、直流电压电阻等精密多用表进行校准。在数表计量中，研究人员一直致力于提升数字多用表计量检定的智能化、自动化和精确化的研究。
　　二、系统结构组成
　　系统由高精度多功能校准器Fluke公司5700A、GPIB接口卡、被检数字多用表及测试电缆等组成，校准器和数字多用表按照要求开机预热。使用GPIB电缆将FLuke700A高精度多功能校准器和具备PCIGPIB接口卡的计算机连接，对于被检定的数字多用表则根据其接口类型使用相应的电缆连接，再将5700A和被检数字多用表用测试导线连接，由控制计算机通过GPIB接口发出程控命令控制5700A校准器向被检定的数字多用表各个输入端输出欲检定参数的标准值，再调用相应的程控命令控制数字多用表进行测量，并把测量数据返回计算机，由计算机依据检定规程和被检数字多用表的技术指标判断测量值是否超差，测试完毕后，由计算机判断仪器是否合格、限用、停用，然后打印原始记录及检定证书。
　　三、软件设计及说明
　　（一）操作界面设计
　　系统的操作界面，如图2所示，用VB6。0来实现，根据数字多用表检定规程，并按照5700A和数字多用表的操作步骤，实现交（直）流电压、交（直）流电流和二线、四线电阻的各个量程的计量检定，在设计过程中时时想到用户，尽量做到操作简单方便，不需要经过专门的培训。在测量过程中，用户可随时中断或停止操作，而且在检定过程中，数据显示屏幕能实时显示测量信息、被测数据和实测数据，并使用弹出式对话框提示用户操作时的注意事项，防止误操作，测试数据不恰当或各种意外，都会有相应的提示，在每一个项目检定完成后，系统提示测试完成、保存结果等，如图3所示，提高系统软件质量和可靠性。
　　（二）主程序设计
　　主体软件模块完成仪器选取、参数设置、仪器自检、开展计量项目检定等功能如图1所示，检定任务由一个或多个检定项目组成。
　　根据检定规程分别设计了DCV、DCA、ACV、ACA、OHM等项目的测试流程，并对各项目的测试量程进行了统一，在各量程中可以根据用户的需要任意增减测量点，使自动检定更合理、灵活。在数据处理部分，由被检数字多用表返回测量结果后，与5700A发送的标称数据进行比对，依据检定规程定义的超差公式判断测量结果是否超差，并根据超差点的数量判断该被检数字多用表是否合格。数据库管理部分，测试的所有信息存储于数据库中，以便测试数据的事后分析及数据库管理。由于本系统测量数据量较小，一个运行于单机、小规模的数据库系统即可满足需要，因此，选用微软Ofice内置的Acess桌面数据库管理系统。结果输出部分，如何设计规范的符号国军标和满足用户要求的检定证书并打印出来，这是相当重要的，也是整套自动化测试系统的完美结局体现。本系统采用VB6。0的数据报表设计器设计了原始记录报表及检定证书报表，格式符合国军标及校准实验室认可要求。
　　（三）仪器控制软件设计
　　系统使用VB6。0调用接口软件包的通用函数完成对仪器的控制。对于GPIB接口，控制函数程序模块主要有vbib32。bas和niglobal。bas，通过调用GPIB板通用函数设计仪器控制所需的函数和过程，包括检查仪器在线函数、仪器初始化过程、写仪器过程、读仪器函数和断开仪器控制过程。对于USB接口，厂家通常自带设备驱动和USB驱动程序，并于动态链接库d11文件的方式实现，用户只需按照使用说明操作。對于使用串口测试，则只需按照VB的MSCOMM控件的属性和方法编写即可。
　　四、结论
　　本系统是根据校准实验室计量工作的需要，按照现行相应检定规程要求，采用VB6。0软件环境开发的一套基于多功能校准器5700A的数字多用表自动化检定系统。其主要作用是对各种带GPIB、RS32或USB接口的多种型号数字多用表进行自动化操作，完成对数字多用表各种参数的计量检定。本课题的研制成果已经在有关单位得到应用，并取得很好的效果，提高了数字多用表的计量检定能力。
　　【参考文献】
　　〔1〕刘昕，方卫。基于TestonDemand平台的弹上电缆自动测试系统的研制与设计实现仪器仪表学报〔J〕。2013，34（1）：6771。
　　〔2〕李玮。数字多用表自动检定校准系统的设计〔D〕。大连理工大学，2013。