基于Labview的多功能标准源自动校准系统研究

侯凤媛 曹勇

摘要：本文主要介绍了基于LabVIEW的多功能标准源自动校准系统，该系统基于GPIB控制，通过LabVIEW软件的完全自定义模式，提供一揽子系统级解决方案和服务，从而实现计量标准设备对被校准多功能标准源进行自动化校准。本系统可轻松实现测试系统和被测件及其附属部件的无缝连接，自动校准系统软件界面友好亲切，不用再拘泥于繁琐的程序设计过程，实现了系统的快速配置和上手使用。

关键词：LabVIEW GPIB 多功能标准源 自动校准

引言

多功能标准源作为数字显示的高精密度，高准确度标准信号源，是一种具有输出直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、电阻等多功能的仪器，其功能多、准确度高、安全可靠、应用广。传统的多功能标准源的校准流程，大部分都采用手动方式进行。手动校准工作量大、耗时长、数据处理时极易出错，很大程度上占用了较多的人力成本。为提高工作效率，节省人力资源，故研制一套多功能标准源自动校准系统。该系统同时能够完成自动校准记录、证书等报表的生成功能，不用人为的手动进行表格的填写与数据处理。

1 主体结构

多功能标准源自动校准系统由主控计算机、GPIB-USB-HS卡、GPIB线缆组成。

主控计算机在本系统中作为软件载体和提供USB接口的功能，GPIB-USB-HS卡为计算机提供GPIB接口，GPIB线缆将被测仪器与标准仪器连接到GPIB接口。

1.1 硬件组成

本文介绍的多功能标准源自动校准系统通过GPIB-USB-HS为计算机增加一个GPIB接口，然后利用GPIB线缆将标准多用数字表和被检多功能标准源串联至GPIB接口之上，搭建成一个GPIB仪器控制回路。

1.2 软件组成

系统软件组成分主界面及子面板两个部分，用户可根据不同的测试设备选择不同的子面板，并提供参数设置、报表生成等功能。

1.3 接口

本系统利用计算机上的USB接口与NI GPIB-USB-HS转接卡，使计算机具备GPIB接口功能，从而实现通过GPIB接口对数字多用表和被测多功能标准源的远程控制。通过GPIB线缆将计算机、数字多用表和被测多功能标准源组建成一个GPIB通讯网络，从而实现在计算机上通过远程控制指令完成仪器的参数设置、功能选择、数值读取等功能。

2 开发工具介绍

LabVIEW是高效图形化应用开发环境，结合了简单易用的图形化开发方式和灵活强大的编程语言的优势。它可以提供直观明了的图形化开发环境、开放且符合工业标准的软件、内置编译器加快运行速度、多平台兼容、可与大量硬件接口（I/O）紧密结合。

3 系统性能及软件功能

3.1 系统性能

多功能标准源自动校准系统要求能够实现利用更高精度的标准设备完成对多功能标准源的检定和校准;能够实现多种标准源的检定和校准功能;能够实现多种功能的测试，包含直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、直流电阻等测试;要求能够设置需要检定和校准的量程和数值;要求能够实现自动化检定和校准过程;要求能够自动生成多种形式的记录、证书等报表。

3.2 软件功能

1）系统安全性设计，要求用户名和密码进行登录，增强系统的安全性

2）系统需有参数设置功能，能够设置校准与检定的检定/校准点与量程

3）系统需有多功能检定/校准功能，能够对多种设备进行检定/校准

4）系统需有自动检定/校准功能

5）系统需有自动报表生成的功能

4 系统主界面及功能实现

4.1 系统主界面

在成功登录自动校准系统后，会自动弹出对话框，提示登录成功。点击确定按钮，进入系统主界面，如图3所示。

在系统主界面中，可以输入本次测试的基本信息，包含温度、湿度、电源电压、检定员、校验员、技术负责人等;也可以输入多功能标准源的基本信息，包含标准的名称、型号、编号、证书号、证书有效期、测量范围、测量不确定度以及检定校准的依据文件等信息;可以选择更改测量设备与被测设备的地址信息;可以选择即将被测的标准源的名称;可以对即将测试的标准源进行参数配置，包含功能配置、测试点配置等。

4.2 功能实现

在设置完上述功能后，点击开始按钮，可以调用被选定设备检定/校准的子界面，如图4所示。在该界面中，点击右侧的功能键完成想要的功能，包含开始测试，暂停测试，报表生成，退出子程序等功能;在该界面中，可以对被测设备的基本信息进行填写和修改;可以选择生成报表的格式;可以选择是生成检定原始记录和检定证书、检定原始记录和不合格通知书、校准原始记录和校准证书等三种不同的文件。

在该界面中，可以填写被测件的名称、型号、制造单位、编号、委托方、检定地点、证书号、管理类别、允许误差;系统自动识别检定日期和有效日期，有效期为一年;系统中显示当前系统的状态：空闲等待中，表示系统还没有开始进行测试，等待测试指令;测试中表示系统正在进行测试，这时不要进行退出程序和报表生成的功能。

5 结论

本文介绍了基于LabVIEW的多功能校准源自动校准系统的设计实现，该系统是以GPIB通讯为核心的一套自动化测试系统，实现了自动校准、测量数据处理、记录证书等自动生成及打印功能。该系统工作稳定，性能可靠，操作简便，不易出错，易于扩展，可根据用户需求进行二次开发，以便在后续的测量中进行改进与创新，具有极佳的经济利益。

参考文献

[1]王一丽等.多功能标准源校准方法的研究[J].电测与仪表，2016，15A（53）：15

[2]陈树学，刘萱. LabVIEW宝典[M].北京：電子工业出版社，2018