1、引言
指針式電測(cè)儀表以其價(jià)格低，可靠性高，安裝、更換簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)檢測(cè)過(guò)程中被廣泛使用。對(duì)電測(cè)儀表的定期檢定是保證其正常工作的重要手段。但是傳統(tǒng)的手工檢定方法，過(guò)程繁瑣、工作量大，存在著由于人工讀數(shù)而降低了檢定精度的不足。隨著科技的不斷進(jìn)步，基于通用接口總線(General Purpose Interface Bus，GPIB)的自動(dòng)檢定系統(tǒng)代表了未來(lái)測(cè)量?jī)x器的發(fā)展方向。GPIB 接口通過(guò)儀器之間相互通信，實(shí)現(xiàn)信息的共享，從而完成對(duì)被測(cè)儀表的自動(dòng)綜合分析和*估。利用智能儀器和GPIB組成的檢定系統(tǒng)通常由計(jì)算機(jī)、儀器模塊和應(yīng)用軟件三部分組成，通過(guò)軟件控制操作員對(duì)被檢儀表的檢定順序，避免了人為的誤操作，適合于精度要求較高的測(cè)量場(chǎng)合。
2、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
指針式電測(cè)儀表自動(dòng)化檢定系統(tǒng)，按國(guó)家的檢定規(guī)程完成了對(duì)直接作用的模擬指示直流和交流電流表、電壓表、功率表和電阻表以及測(cè)量電流、電壓及電阻的萬(wàn)用表的檢定功能。系統(tǒng)分為外觀檢查、基本誤差檢定、升降變差的檢定、位置影響、功率因數(shù)影響、電壓試驗(yàn)、絕緣電阻以及阻尼等7個(gè)功能模塊。
在硬件上使用Fluke公司生產(chǎn)的臺(tái)式萬(wàn)用表Fluke5520A作為信號(hào)源發(fā)生器，進(jìn)行對(duì)送檢儀表的檢定。通訊部分采用GPIB技術(shù)，能同時(shí)連接15 臺(tái)儀器設(shè)備，它們相互之間可以直接進(jìn)行通信。系統(tǒng)的硬件框圖如圖1所示。
cmdstr = "OUT " & MeasureCmd + "; *WAI"
ret = ibwrt(dmm, cmdstr, Len(cmdstr))
‘使Fluke5520A執(zhí)行命令
cmdstr = "OPER; *WAI"
ret = ibwrt(dmm, cmdstr, Len(cmdstr))
End Sub
(2)接收數(shù)據(jù)子程序
Fluke5520A向PC機(jī)返回的測(cè)量值存放在reading變量中，在調(diào)用此過(guò)程時(shí)所需要傳遞的參數(shù)count為PC機(jī)要從GPIB讀取數(shù)值的字節(jié)數(shù)。
Public Sub ReadFromDevice(count As Integer)
‘向儀器發(fā)送輸出數(shù)據(jù)命令
cmdstr = "OUT?"
ret = ibwrt(dmm, cmdstr, Len(cmdstr))
‘延遲10s
delay 1000
‘讀取數(shù)據(jù)
ret = ibrd(dmm, reading, count)
‘延遲20s
delay 2000
End Sub
3.3 數(shù)據(jù)修約子程序
計(jì)量檢定過(guò)程中對(duì)于檢定結(jié)果的數(shù)據(jù)處理有嚴(yán)格的要求。指針式儀表的最大誤差和實(shí)際值或修正值的數(shù)據(jù)都要先計(jì)算后修約。我國(guó)對(duì)“數(shù)值修約規(guī)則”在1987年就制定了GB8170-87國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)值修約的基本方法是遵循四舍六入偶數(shù)法則的，當(dāng)被修約數(shù)的值與上下兩個(gè)允許修約值的間隔相等，則按1、2、5的整數(shù)倍修約。在進(jìn)行常規(guī)修約時(shí)，只需根據(jù)四舍六入偶數(shù)法則即可方便處理。但是，當(dāng)需要按1、2、5的整數(shù)倍修約時(shí)就比較麻煩。系統(tǒng)中用VB編寫(xiě)的數(shù)據(jù)修約子程序流程圖如圖3所示。
圖3 數(shù)據(jù)修約程序流程圖
4、檢定結(jié)果及分析
在軟件試運(yùn)行期間具體驗(yàn)證了客戶送檢的一臺(tái)標(biāo)稱等級(jí)為0.2級(jí)的直流電流表，給出其基本量程的15個(gè)點(diǎn)檢定結(jié)果，如表1所示。
表1 檢定結(jié)果分析
由檢測(cè)數(shù)據(jù)可看出，系統(tǒng)地讀回值的精度嚴(yán)格遵守0.2級(jí)儀表的要求，修約值準(zhǔn)確無(wú)誤。系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中達(dá)到了良好的效果，通訊響應(yīng)速度快，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，各個(gè)功能模塊均能較好地實(shí)現(xiàn)。
5、結(jié)束語(yǔ)
采用GPIB 通用接口總線組建的檢定系統(tǒng)，改變了傳統(tǒng)手工操作、單臺(tái)使用的做法。通過(guò)GPIB 接口，一方面，人們可以在PC 機(jī)上利用軟件控制并配置相應(yīng)儀器，另一方面，由于GPIB 集成了高級(jí)語(yǔ)言接口程序和大量的實(shí)用的庫(kù)函數(shù)，用戶可以使用任一種高級(jí)語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)自動(dòng)檢控程序，對(duì)測(cè)量對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢定和監(jiān)控。這樣，用戶就可根據(jù)自身的需要，靈活多變的組建自動(dòng)檢定系統(tǒng)，滿足科研和教學(xué)工作的不同需要。