一种Lab Windows/CVl下的压力自动测试系统

中船重工第七一零研究所 杜 鹏

一种Lab Windows/CVl下的压力自动测试系统

中船重工第七一零研究所 杜 鹏

整个压力自动测试系统由压力传感器、数据采集电路、RS232通讯接口、计算机及Lab Windows/CVI平台下的测试软件搭建而成,实现了数据的采集、数据的处理和保存,具有非常高的实用价值。

压力传感器；数据采集电路；RS232通讯接口；Lab Windows/CVI

1 引言

自动测试系统是指在人极少参与或不参与的情况下,自动进行测量,处理数据,并以适当方式显示或者输出测试结果的系统。与人工测试相比,自动测试省时、省力,能够提高工作效率和产品质量,它对生产、科研和国防都有重要作用。

压力传感器是使用最为广泛的的一种传感器,其广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。压力传感器输出的是电流或者电压信号,通过接口可以很方便和计算机连接进行数据采集和数据处理。因此在现有的环境和设备的基础上,即可建立一套压力传感器的自动测试系统。

2 测试系统的原理

压力传感器一般与由A/D芯片、单片机构成的数据数据采集电路配套使用,通过RS-232通讯接口与计算机相联系起来。

RS-232通讯接口是目前比较常见的通讯接口,有很多工业仪器将它作为标准通讯接口,被广泛用于计算机串行接口外设连接。RS-232实现双向通讯只需要3根线,结构简单,价格低廉,并且传输数据稳定可靠,可以用来作为压力测试系统的通讯接口。

测试系统的工作原理:首先利用压力传感器在压力标准所所设定的各个测试点上进行测量,传感器输出的模拟电压信号由A/D芯片采集电路进行采集、并转换成数字信号,再由单片机进行滤波处理和报文封装后,通过RS-232通讯接口传输给计算机。由计算机对传感器的压力值进行监控,当计算机对收到的压力数据符合要求时按检定规程进行处理并保存数据,生成压力曲线并显示出来。当整个测试周期结束时,将结果生成WORD文档保存下来并打印输出。压力测试系统的原理图如图1所示。

图1 测试系统原理图

3 测试软件的实现

测试系统的硬件电路搭建完成后,接下来进行测试软件的设计,本文中采用用的是Lab Windows/CVI虚拟仪器软件开发平台该平台是目前比较流行的虚拟仪器软件开发工具,它所实现的测量仪器的功能可以由用户根据需要自行设计,并且可以扩展。传统的测量仪器只能由厂家事先定义,功能单一,其组成一般固定不可变更,如果用户需要新的功能就必须购买新的仪器,而采用Lab Windows/CVI平台,用户只需要改变软件程序,就可以不断的改变或扩展其测量功能。

Lab Windows/CVI将传统的仪器由硬件实现的数据分析处理与显示功能,改由功能强大的计算机来完成,它通过配置以获取调理信号为主要目的的I/O接口设备(如采集卡DAQ、串口RS-232等)以及实现不同功能的软件对采集获得的信号数据进行分析处理及显示。另外Lab Windows/CVI提供了很多的控件库(包括开关、旋钮、图表)以及丰富的库函数,如数据采集的库函数、RS-232库函数等,方便用户设计使用。

设计该测试软件时,调用RS-232库函数,设置一个串口接收定时器,当接收到串口数据后利用Graphs and Strip Chart(图形控件)类函数完成数据曲线的绘制和操作,包括:Graph Plotting and Deleting(图形绘制和删除)、Graph Cursors(图形光标)、Strip Chart Trace(滚动图线)、Axis Scaling(坐标比例)、PlotX(对X轴进行设置)、PlotY(绘图函数)、PlotXY (同时对X轴,Y轴进行设置,绘制图形)。

Lab Windows/CVI还能很方便的和其它软件结合起来使用,通过对其它应用程序的调用(如:WORD、EXCEL)能够生成报表和文档以及建立相应的数据库。

在Wdrd中写入数据的程序如下:

Word_GetProperty(appHandle,NULL,Word_GetPro perty Word_APPlicationSelection,CAVT_OB-JHANDLE, &currSelHandle);

CA_VariantSetInt(&Unit,1);

CA_VariantSetInt(&Count,68);

Word_SelectionMoveRight(currSelHandle,NULL,Un it,Count, CA_DEFAULT_VAL, &1)

程序设计的流程如图2所示。

图2 测试软件设计流程图

4 数据处理

传感器的数据的处理中,最小二乘法是理论上最为成熟、应用也较为广泛的方法,所以本方案中,压力传感器的数据采用最小二乘法进行曲线拟合,来测量传感器的精确度和灵敏度,Lab Windows/CVI的库函数中就包含了最小二乘法线性拟合函数,可以直接调用,对数据进行处理。再调用WORD文档,将数据处理的结果记录在WORD文档中,并生成一个压力传感器校准报告或检定证书,这样就实现了数据的自动采集、自动处理、自动生成校准报告或者检定证书并打印。

数据处理包含三个模块:数据曲线显示模块、数据结果模块、WDRD文档模块他们的结构如图3所示。

图3 数据处理结构图

5 结束语

整个压力自动测试系统由压力传感器、数据采集电路、RS232通讯接口、计算机及Lab Windows/CV平台下的测试软件搭建而成,实现了数据的采集、数据的处理和保存,具有非常高的实用价值。利用Lab Windows/CV平台设计虚拟仪器可以说是大大的简化了整个系统的设计流程、提高了开发效率、降低了成本、提高了测量精度,而且方便调试、升级,有着广阔的应用前景。

［1］刘君华,白鹏,贾惠芹,阎晓艳.虚拟仪器编程语言Lab Windows/CVI教程［M］.北京:电子工业出版社,2001.

［2］范逸之.Visual Basic与RS232串口通讯控制［M］.北京:中国青年出版社,2000.