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计量检定中示波器自动计量检定系统

  时间: 2020-07-03      109    

      数字示波器因在波形显示、测量、处理等方面具有明显优势,被广泛应用计量检定工作中。近年来在自动化技术发展推动下,计量检定中如何实现数字示波器的自动校准成为人们研究的重点。

示波器将电信号转化为直观的图像,给人们研究各种电信号的变化提供较大便利,近年来数字示波器的出现及应用,在生产实践中表现出较大优势,其中自动校准系统研究也因此逐渐引起了人们的关注。

一、  NSAT-3010示波器自动计量系统需求

为实现数字示波器自动校准功能,进一步丰富数字示波器的系统功能,给实践应用提供便利,设计的数字示波器自动校准系统应满足以下需求:

首先,具有较好的适应性。计量项目齐全、操作流程清晰、计量结果精确,相较于传统手动计量方法有着明显优势,能针对性的解决人工手动计量所遇到的多种难题,

其次,软件界面要友好。系统兼容多厂家,多型号的示波器、校准源,系统具有可拓展性,根据市场发展及客户需求,不断升级兼容多种类仪器品牌;

最后。系统可实现全自动化仪器操作,自动存储计量数据,自动生成计量报告;专业、全面的智能化计量管理系统,实现计量工作的全方位智能化管理。

二、  NSAT-3010示波器自动计量系统硬件设计

在认真分析数字示波器自动校准系统需求的基础上,进行硬件设计, P C 机 、接口控制器、FLUKE 5500A 校准仪、FLUKE 9500B 校准仪、FLUKE 5522A多功能校准源等硬件设计。

NSAT-3010示波器自动计量系统兼容多种仪器通信方式,如GPIB、RS232、LAN、USB等通信方式。

数字示波器自动校准功能的实现需要标准的信号源作参考,确保校准后的各参数满足规范标准要求。系统使用F L U K E 5500A 校准仪、F L U K E 9500B 校准仪、F L U K E 5522A多功能校准源提供标准信号源,其不仅可校准频率计、频谱分析仪、数字万用表等多种仪器,而且还具备数据管理、打印报告等功能,通过在上位机上操作软件实现自动化校准。

三、 NSAT-3010示波器自动计量系统软件设计

NSAT-3010数字示波器自动计量软件设计,包括软件开发系统配置、软件设计两个重要环节。

(一) 软件开发系统配置

纳米软件研究的NSAT-3010数字示波器自动计量系统基于软件使用个人电脑进行控制。软件环境操作系统要求:WindowsXP(SP3)及以上;驱动需求:IE488.2驱动,VISA驱动。硬件环境电脑CPU要求:双线程,2GHz主频以上;电脑内存要求:1G;电脑硬盘要求:500M空间;

(二) 软件设计

   示波器自动计量系统软件设计主要由示波器校准源和被校准示波器组成,软件设计时需重点考虑软件的组织结构、处理流程以及功能分配,软件框图如下:

示波器自动检定系统.png 

图:示波器自动计量系统框架图

在实际使用过程中,因为不同的校准源和不同的硬件环境,使用的接线方式也各不相同。

当使用9500或5800作为校准源时,如果拥有两个探头或连接线,可以实现双通道示波器的全自动计量,中途不需要再切换通道,如果拥有四个探头或连接线,可以实现四通道示波器的全自动计量。如果探头或连接线数量不足时,在计量过程中需要根据软件的提示进行连接通道的切换。接线图如下:

校准源接线图.png 

图 9500或5800校准源接线图

当使用5502或5520校准源时,校准源模块只有一个输出端口,因此在计量过程中需要根据提示进行连接通道的切换。接线图如下:

 

5502校准源接线图.png 

图 5502或5520校准源接线图

,并达 ,设 计时要求软件 示波器计量规程:

GJB 7691-2012 数字示波器检定规程》

JJF 1057-1998 数字示波器校准规范》

软件正式开发中应确保各功能分配的合理性,纳米软件设计的 NSAT-3010示波器自动计量系统软件主要分为四个模块,分别是用户管理、链接检测、检定/校准和关于我们模块。

 待所有模块功能设计完成后,需要进行软件的功能测试以及时修正存在的问题 ,确保自动校准系统的正常工作。经纳米软件测试工程师内测NSAT-3010示波器自动计量系统各模块运行正常,示波器计量得以顺利完成。由此以来NSAT-3010示波器自动计量系统提高计量功效50-100倍。

 

 

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