智能化入口仪器仪表装置在收到器械测试台的运用
计量专家 · 2011-12-09 09:06 · 44126 次点击
GPIB与仪器的连接虚拟仪器软件结构VISA(VirtualInstrumentSoft-wareArchitecture)实质上是一个标准的I/O函数库及其相关规范的总称,它是由VXIplug&play系统联盟共同制定的标准,允许不同的厂商运行在同一系统,且I/O的应用软件和仪器的驱动软件也可兼容。32位版本的VISA在Windows95、Windows98、WindowsMe、WindowsNT和Windows2000下都可以运行。
GPIB、VXI、GPIB-VXI、串行(RS-232)和LAN接口均支持VISA,即具有与器件接口类型无关的特性,可以实现计算机系统与仪器之间命令与数据的传输。
本系统中GPIB接口由一台计算机和一个GPIB卡组成,七台测试仪器通过GPIB电缆与GPIB卡相连,每一台仪器被分配一个地址,计算机通过发送VISA指令对仪器进行控制,如所示中,“GPIB0”、“GPIB1”…“GPIB7”等是与各种仪器相对应的VISA名,VISA提供了很多功能函数,常用的有:viOpenDefaultRM:初始化VISA系统,每一个VISA函数被调用前一定要使用该函数;viOpen:建立与仪器的连接,格式viOpen(。。。"GPIB0::1::INSTR"。。。)可设置仪器的地址;viPrintf:以一定的字符串格式转换、格式化、发送命令参数给仪器;viScanf:从仪器的输出中读取数据,并以一定的字符串的格式得到数据;结束与仪器的联系,同时被分配的数据结构被释放。
由计算机对GPIB仪器进行控制操作,可以通过菜单方便的调用测试系统中的任何一台仪器。当某个仪器被选中时,计算机屏幕上就会显示出相应的虚拟面板,充分体现了“所见即所得”的思想,在虚拟面板上设置各种测试和结果输出控制选项,用户只需根据各种按钮的内容提示进行操作,其显示部分即可将结果显示出来。而当系统中的仪器发生变化时,用户也只需要对计算机的控制软件进行相应的改动。而且,通过将仪器的功能和面板软件化,任何用户可以都可以根据自己的需要设计和定义虚拟仪器的功能,并可以方便的控制仪器,改变和增减测试所用的软件模块,从而可实现紧跟计算机技术和仪器技术发展的要求。
VISA虽已实现了测试程序与接口无关,但对不同仪器的设置需要读写大量参数,造成大量重复工作,因而我们在系统软件中又应用了作为连接仪器与用户桥梁的程序―――仪器驱动程序。仪器驱动程序不同于计算机操作系统中的设备驱动程序,设备驱动程序是指用于驱动通用的计算机硬件设备正常工作的软件模块,而仪器驱动程序是供应用程序调用,为实现仪器设置而编写的一系列标准子程序,可实现对仪器的操作与管理。本系统中,通过使用对示波器、频谱仪、信号发生器等仪器的驱动程序,主控制程序只需要调用其中各功能模块即可以很容易的完成各项测试工作。
主控制程序是一个通用性很强的控制程序,由它来搜集、分析用户的操作,确定系统应调用的功能函数,组织测试流程,所有的功能的实现依赖于对功能数据库和测试功能模块库的调用,以实现最高通用性。自动测试软件的软件部分大都集中在主控制程序中,主控制程序的通用性的高低直接关系到自动测试软件的好坏,为了实现其通用性设计,接收机测试软件采用外配置、外处理的方法,完全做到与具体仪器和被测单元(UUT)无关。其数据流图如所示。
图5系统数据流图从系统的数据流可说明其控制流:从选择UUT模块得到UUT的所有测试项,由用户具体选择测试项,通过UUT和测试项名称查询数据库得到相关的标准值信息、控制信息。调用TPS中的仪器初始化函数、功能测试函数,通过测试后,返回仪器测试值。经过功能测试模块内部的处理,输出测试结果。测试结果可打印、保存为EXCEL格式文件。若测试结果出错,可直接提供到UUT故障隔离模块,也可保存为文本格式文件,供以后调用。故障隔离模块可对有故障的UUT提供维修帮助和提示。在计算机的帮助和引导下完成UUT的故障定位。功能测试工作完成后得到测试报告。如果UUT有故障可执行故障隔离。通过故障隔离程序的辅助和引导,维修UUT.维修完成后,可再次测试UUT以验证维修效果。
结语在接收机试验台的设计、研制中,基于GPIB虚拟仪器完成了自动测试系统的主要功能。试验台系统通过不同的测试软件,实现不同的测试功能,完成对被测量的采集、显示、分析与处理。接收机试验台以计算机作为控制中心,通过丰富形象的图形界面,通过对被测信号的采集、分析、判断,实现了故障判断和故障隔离,提高了接收机维护水平,提高了设备可靠性。
虚拟仪器技术作为现代测试技术发展的方向,除在故障诊断中应用外,还已广泛应用于电力工程、机械工程、建筑工程等行业,在日常生产中起了极其重要的作用。随着计算机技术与网络技术的进一步发展,虚拟仪器必将向着更高可靠性,更高智能性发展,并逐步与网络相连接,以实现测试系统资源的共享。