计算机自动校准系统的实现和应用

2019-12-02吴琼雅

电子技术与软件工程 2019年6期

文/吴琼雅

现如今，电子测量仪器在传统仪器的基础上多了一个或多个通信模块以及数据的接口。因为各类电子测量设备的通信方式和使用的协议是不同的，这就对测量系统开发者的要求较高，他们必须学习不同的应用程序接口。也就是说，若想把各种分立的仪器集成为智能的自动校准系统，是需要通过计算机发送并接收很多协议的命令，这意味着大量的编程工作。

为适应电子测量仪器的发展和满足自动校验仪器的，在美国NI-488.2 和NI-VISA 的仪器基础上，我们采用了NI-VISA 标准命令的赛宝软件。这种软件运用了可编程仪器的标准指令SCPI，该指令支持多种仪器接口，比如GPIB、USB、PCI 等，这使得测量校准系统的接口的兼容性得到了扩展。改软件平台的使用，降低了自动测量系统开发者的学习量和学习任务，他们只需要使用SCPI 指只能令并在软件里设计出一个标准的智能的测量校准程序。

1 计算机自动校准系统概述

校准是指在规定条件下，为确定计量器具示值误差的一组操作。是在规定条件下，为确定计量仪器或测量系统的示值，或实物量具或标准物质所代表的值，与相对应的被测量的已知值之间关系的一组操作。自动校准是只这个过程可以通过计算机，软件等进行。校准结果可用以评定计量仪器、测量系统或实物量具的示值误差，或给任何标尺上的标记赋值。目前为止，各个行业伴随着计算机的进步都在提升相应的工作模式或方式。校验也不再和传统的校验工作相同，而是有了新的发展方向和模式。例如示波器自动校验系统，这是我国自产的自动化校验系统，是国内首创，其功能已经达到了国际的领先水平。这种校验系统都在计算机的辅助和支撑下发展更新。自动校验系统我们在全新的自动校准软件的基础上，结合传统的校准技术，开发除了了高频信号源、高精度多功能校准、网络分析仪、通信系统的综合性测试仪器等几十个类别的自动校准项目，这大大提高了校准的效率和准确性，降低了人为介入的差错率，减少了测试员的工作强度。赛宝的自动校准系统的具体过程是先链接硬件设备，即计算机、标准器、需要检测的仪器、USB 等，然后启动计算机，彪标准器和需要检测的仪器打开进行预热，最后搜索GPIB 等端口的地址。

2 计算机自动校准系统的界面及初始化操作

点击对应的自动化校准的按钮，就可以使自动校准系统启动，随后将进入系统的主要界面。界面将显示仪器自动校准的相关内容。首先，需要攒则需要测试的仪器所对应的程序，然后设置相关参数，比如被校对仪器和标准器的端口地址，最后需要设置校准的项目，经过以上的操作步骤，平台即可完成初始化设置。

3 测量校准过程中的主程序

这个程序有以下几个功能：设置仪器测量的状态，取得测量后的数据，显示数据处理的过程，判定数据结果，对取得的数据进行保存等功能。自动化的校准程序通过对人工校准的整个过程进行了模拟以进行测试，该仪器设置了一些参数，比如功能，测量的结果值，量程，所得数据的精度，取得样本的时间和速率等。依据校准的规范或者被测仪器的说明书要求而设置了以上的数据，数据结果的判定是在软件处理完后自动给出的结果。自动校准软件测量系统会将不合格的数据加以区分并突出显示这部分的内容，使得检测人员能够清晰快速发现错误区间，及时进行调整修正。

自动校准系统能够自动生成原始数据资源，方便查询记录和访问具体内容，在数据校对时便捷了人工操作的繁琐性，解放人类劳动，同时减轻人为操作带来的失误和差错，显得更加智能化，降低劳动强度，有效提升工作效率，确保数据资料的完整性和精准性。因此，检定员在已经生成记录的系统上进行选装，同时填上测量数据参数与数据处理结果等生成模板，计算机即可自动校准系统生成相应的原始记录和校准证书内页。该项原始记录的过程能够与当今现有的ERP 等管理办公系统实现无缝链接．而进行相关项目的工作人员只需要将原始记录等数据进行导入，即可实现校准证书的生成与完备。通过系统模板的自动生成程序，从而大大简化了原始记录转化为校准证书的繁琐录入过程。

软件自动校准平台先后在赛宝计量中心无线电室、电学室等部门大规模投人使用后，获得广泛赞誉。以美国Agilent 公司的66319B/D 通信电源为例，之前由检定员手动进行校准，忽略仪器预热和数据处理时间等误差情况下，单是采用检定员手工校准的过程，每台大约耗费人工时间达到20 分钟；现改用软件自动校准平台，加上数据处理时间与仪器预热等误差，每台耗时不超过十分钟，效率提高100%。除此之外，由于速度上的优势．自动校准的校准点可以应客户需要适当增加，进一步提升了赛宝计量中心校准技术服务的质量。

综上所述，软件自动校准平台是一个集现代化高科技集成的一种高效率自动化测量校准方式；软件自动校准平台通过系统模板预载等设计成功地模拟了人工校准的操作过程，从而实现系统的自动化校准模式；软件自动校准平台的设备驱动和架构兼容性强，完全兼容现有的任何接口通信协议，其中包括常用的ERP等企业管理系统。并且软件自动校准平台可以通过升级系统的驱动程序支持将来可能出现的先进接口通信协议；同时，架构兼容强使得现有对接的赛宝办公系统能够直接生产原始记录和校准证书，从而大大降低了检定员和证书录入员的劳动强度，并大幅提高了校准的效率，有效降低了证书报告中的人为差错率。