摘要：直流電阻箱的檢定是一個(gè)很繁雜的過(guò)程。對(duì)此基于LabvIEW軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一款實(shí)用性的直流電阻自動(dòng)檢定系統(tǒng)。本系統(tǒng)用上位機(jī)pc機(jī)作為控制設(shè)備，安捷倫34420a數(shù)字萬(wàn)用表作為電阻測(cè)量?jī)x器，通過(guò)GPIB總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的通訊。通過(guò)此系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備基本信息錄入，電阻數(shù)值采集，校準(zhǔn)結(jié)果顯示以及檢定報(bào)表的生成。同時(shí)生成的檢定報(bào)表是以證書(shū)編號(hào)的形式進(jìn)行自動(dòng)保存以便之后查找。經(jīng)過(guò)使用驗(yàn)證，所設(shè)計(jì)的直流電阻箱自動(dòng)檢定系統(tǒng)實(shí)用性高，性能可靠，操作方便，并已被應(yīng)用到工程實(shí)際中。

關(guān)鍵詞：

0 引言

直流電阻是傳遞和保存電阻單位Ω的實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)，其量值的準(zhǔn)確傳遞是測(cè)量的基礎(chǔ)。同時(shí)，在科學(xué)試驗(yàn)與工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)方面，直流電阻箱作為重要的電子儀器已得到廣泛應(yīng)用，并成為一些領(lǐng)域中不可或缺的重要電子儀器，因此研發(fā)一套基于LabVEW的直流電阻箱自動(dòng)檢定系統(tǒng)以提高直流電阻箱檢定工作的自動(dòng)化程度，從而在一定程度上代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工手動(dòng)按照規(guī)程對(duì)直流電阻箱進(jìn)行準(zhǔn)確檢定特別重要。本直流電阻的自動(dòng)檢定系統(tǒng)以L(fǎng)abVIEW為軟件平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)研發(fā)，其成功研發(fā)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展是分不開(kāi)的，其發(fā)展為系統(tǒng)研發(fā)提供了可靠的理論基礎(chǔ)和軟件環(huán)境。通過(guò)LabvIEW的前面板可以控制檢定的整個(gè)過(guò)程，其檢定效率相比于傳統(tǒng)的手工檢定要高出許多，同時(shí)很人性化的顯示其檢定的整個(gè)過(guò)程。

1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)的使用中往往會(huì)遇到一套系統(tǒng)只能應(yīng)用于一種直流電阻箱。因此，當(dāng)檢定其他量程的直流電阻箱時(shí)需要編程人員再做另一套系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用模塊化編程的思想，并且可以在檢定過(guò)程中選擇不同量程的直流電阻箱，從而實(shí)現(xiàn)了一套系統(tǒng)檢定多種直流電阻箱的功能。模塊化編程還簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，同時(shí)提高了檢定工作的精確率和效率。

檢定部門(mén)使用的直流電阻箱一般有3種，其最大量程分別為：10000Ω，10000Ω，1000Ω。我們可以選擇最大量程來(lái)選擇不同的直流電阻箱。我們的上位機(jī)是計(jì)算機(jī)用未作為控制平臺(tái)，通過(guò)USB接口實(shí)現(xiàn)USB—GPIB轉(zhuǎn)換從而與數(shù)字萬(wàn)用表(本系統(tǒng)采用安捷倫數(shù)字萬(wàn)用表Agilent 34420A)進(jìn)行通訊連接，人工撥動(dòng)直流電阻箱各檔盤(pán)旋鈕，將直流電阻箱的阻值傳輸?shù)綌?shù)字萬(wàn)用表從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)阻值的測(cè)量和數(shù)據(jù)接收，然后實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)運(yùn)算和處理，生成校準(zhǔn)證書(shū)和記錄表。該系統(tǒng)生成的校準(zhǔn)證書(shū)和記錄表是以被測(cè)件的證書(shū)編號(hào)為名稱(chēng)進(jìn)行保存的，因?yàn)槊總€(gè)被測(cè)件的證書(shū)編號(hào)是唯一的，所以該保存形式易于以后查尋校準(zhǔn)證書(shū)和記錄表。同時(shí)該檢定系統(tǒng)的硬件由計(jì)算機(jī)、安捷倫數(shù)字萬(wàn)用表Agilent 3442 0A、打印機(jī)組成。

實(shí)物圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用LabVIEW2012作為平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，LabVIEW是類(lèi)似于C和BASIC的一種程序開(kāi)發(fā)環(huán)境，其使用的是圖形化編輯語(yǔ)言G編寫(xiě)程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式，是開(kāi)發(fā)測(cè)量或控制系統(tǒng)的理想選擇。同時(shí)，LabVIEW具有自己的工具包，通過(guò)使用工具包我們可以更方便的實(shí)現(xiàn)軟件的某些功能，在本系統(tǒng)我們用到的工具包是報(bào)表生成工具包。通過(guò)使用報(bào)表工具包我們將基本信息，初步檢定以及檢定結(jié)果都生成到報(bào)表中，其中報(bào)表由word報(bào)表和excel報(bào)表組成，被測(cè)件的基本信息以及采集的數(shù)據(jù)都以標(biāo)簽的形式添加到已經(jīng)建好的文檔模板中，這樣就可以使報(bào)表形式更加美觀。通過(guò)操作系統(tǒng)的控制界面，工作人員可以觀察到被測(cè)件的信息錄入和數(shù)據(jù)的采集從而監(jiān)督檢定的整個(gè)過(guò)程，如果檢定過(guò)程中出現(xiàn)誤操作則會(huì)很直接的顯示出來(lái)。整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用整體和局部相結(jié)合的模塊化式結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)方法，從整體把握設(shè)計(jì)的框架，整體又分為幾個(gè)模塊，通過(guò)幾個(gè)模塊的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的不同功能。以菜單的形式來(lái)體現(xiàn)整個(gè)檢定系統(tǒng)各個(gè)模塊是環(huán)環(huán)相扣的形式，這樣使得操作界面更加簡(jiǎn)捷、易懂以及更容易操作，系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

軟件系統(tǒng)分為登錄模塊、基本信息模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、示值誤差檢定模塊、校準(zhǔn)結(jié)果模塊、校準(zhǔn)證書(shū)模塊及記錄表模塊。各個(gè)模塊在系統(tǒng)中都有自己的特定功能。其中，在基本信息模塊我們輸入關(guān)于儀器的一些基本信息，包括一些產(chǎn)品的型號(hào)，日期等，一些不需要改變的信息我們將其值設(shè)為默認(rèn)，這樣我們就不需要每次都重復(fù)的輸入同樣的信息。在數(shù)據(jù)采集模塊安捷倫34420A型號(hào)萬(wàn)用表測(cè)得的直流電阻值采集到LabVIEW中在這一部分還需要計(jì)算殘余電阻檢定和開(kāi)關(guān)接觸電阻變差。在數(shù)據(jù)采集模塊中點(diǎn)擊示值誤差檢定程序就會(huì)跳轉(zhuǎn)到示值誤差檢定模塊，此模塊需要選擇檔位來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。通過(guò)校準(zhǔn)結(jié)果模塊，我們得到校準(zhǔn)的結(jié)果，點(diǎn)擊組合框的下拉按鈕我們選擇外觀線(xiàn)路和絕緣電阻是否正常，殘余電阻，示值誤差直接通過(guò)采集模塊將數(shù)據(jù)采集到實(shí)測(cè)值得表格中。本系統(tǒng)的報(bào)表生成模塊分為記錄表模塊和檢定證書(shū)模塊，通過(guò)點(diǎn)擊記錄表和檢定證書(shū)按鈕系統(tǒng)自動(dòng)生成報(bào)表并通過(guò)打印機(jī)打印出來(lái)。整體構(gòu)架：系統(tǒng)首先進(jìn)入登陸界面當(dāng)輸入正確的賬戶(hù)和密碼之后才可以進(jìn)入主界面，如果輸入的賬號(hào)或者密碼不正確，則會(huì)顯示登錄失敗，程序跳轉(zhuǎn)到開(kāi)始狀態(tài)，如果賬號(hào)密碼正確則進(jìn)入到程序的主界面其中主界面是此系統(tǒng)的主要部分，其整體構(gòu)架如圖3所示。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

檢定系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束后，需通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)實(shí)際的檢定效果。我們可以將安捷倫萬(wàn)用表采集的電阻數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)采集模塊前面板的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如果數(shù)據(jù)一致或者在規(guī)定有效數(shù)字內(nèi)數(shù)據(jù)一致，則表明程序調(diào)試成功。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，該直流電阻箱檢定系統(tǒng)完全能夠滿(mǎn)足其精度要求，并且系統(tǒng)的性能指標(biāo)也能達(dá)到要求。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本系統(tǒng)還對(duì)開(kāi)關(guān)接觸電阻和殘余電阻進(jìn)行了測(cè)試，系統(tǒng)前面板的顯示結(jié)果和萬(wàn)用表上的數(shù)值都能在規(guī)定有效數(shù)字內(nèi)完全一致。

4 結(jié)論

在軟件方面系統(tǒng)以L(fǎng)abVIEW為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，通過(guò)對(duì)上位機(jī)人機(jī)界面進(jìn)行操作，代替了傳統(tǒng)手工檢定復(fù)雜的過(guò)程，清晰、有條理的顯示了檢定的整個(gè)過(guò)程：基本信息的錄入;直流電阻值的自動(dòng)采集;示值誤差的檢定;記錄表以及校準(zhǔn)證書(shū)的自動(dòng)生成和電子表格打印。通過(guò)驗(yàn)證該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)以下功能：

(1)按照國(guó)標(biāo)JJG982—2003《直流電阻箱檢定規(guī)程》完成直流電阻箱檢定所要求的測(cè)試內(nèi)容，在LabVIEW的前面板能清楚的顯示檢定過(guò)程中各種數(shù)據(jù)的檢定數(shù)值和結(jié)果，完成檢定后系統(tǒng)自動(dòng)生成記錄表和檢定證書(shū)，生成的這兩種數(shù)據(jù)表以產(chǎn)品證書(shū)編號(hào)的形式自動(dòng)保存，方便以后查找。

(2)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，并且可以按照檢定規(guī)程對(duì)采集的數(shù)據(jù)自動(dòng)運(yùn)進(jìn)行運(yùn)從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理。

(3)系統(tǒng)在運(yùn)行之前需要登錄，可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)在登錄模塊分為管理員身份和一般用戶(hù)，管理員可以添加新用戶(hù)用以區(qū)分不同操作人員的使用權(quán)限從而可以有效防范他人侵入獲取數(shù)據(jù)從而保證系統(tǒng)的安全性。