基于通用仪器的自动测试校准技术研究

摘要

在工业、农业及国防各个领域，为了使电气设备正常工作，需要定期的进行测试校准，传统的手工测试及校准方式存在着效率低，可重复性差等问题，而专用的测试校准设备开发费用高，可重构性低。随着通用仪器技术的飞速发展，研究基于通用仪器的自动测试校准技术，提出一种具有高通用性和可实用性的系统开发方案具有重要意义。本文主要研究内容如下：
　　首先，在模块化自动测试技术的基础上，基于对程控仪器控制方式的研究，提出一种基于通用仪器和图形化编程工具的自动化测试和校准系统建模方案和实现机制，结合分层构建测试系统的操作软件的总体设计思想，提出了系统结构方案和软件开发框架。并针对系统中程控设备的缺位问题，提出了一种非程控仪器的信息采集和控制调节的方法。
　　其次，规划基于通用仪器的自动控制校准系统的硬件整体架构，并对各部分硬件进行了分析设计，并对仪器设备的接口的工作方式进行了设计分析，提出一种通用接口总线控制器和底层驱动实现的完整接口设计方案。
　　然后，以2311国防计量站的电源测试系统为背景，结合需求分析，提出一种系统软件总体架构，设计了具体操作界面和程序内部的数据流结构。同时，以VISA和IVI两种不同方式实现了仪器设备的驱动控制和资源管理，且为了充分发挥虚拟仪器即插即用的特点，针对构建系统所用的数字万用表、电子负载器、数字示波器等可程控仪器，基于SCPI语言开发了在自动测试和校准系统内的驱动方式。完整地开发了一套自动化测试和校准系统软件，总结并提出了几种软件及其他辅助功能设计的快捷方法。
　　最后，利用上述研究的系统组建方法和软件开发方式，构建了系统测试平台，以线性电源 GPS3030D为被测电源，比较了自动检定系统和手动检定的结果，并对校准项中的不确定度评定进行了研究。通过简明的评估分析提出一种采用精密直流激励校准系统的方法，对系统进行了校准实验，提高了测试精度，表明了系统的实用价值。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.3 本文的主要研究内容

第2章 系统方案设计

2.1程控仪器的控制方式研究

2.2非程控仪器的控制方式研究

2.3系统总体方案

2.4本章小结

第3章 自动测试校准系统的硬件设计

3.1自动测试校准系统构建

3.2仪器接口设计

3.3本章小结

第4章 系统应用软件的开发研究

4.1基于通用仪器的电源测试系统的需求分析

4.2系统软件总体架构

4.3程控仪器的驱动程序设计

4.4其他辅助功能软件设计

4.5 本章小结

第5章 系统测试和实验研究

5.1测试平台的构建

5.2 系统校准方法研究

5.3 老化试验台设备电源测试校准结果及分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其他研究成果

声明

致谢