张立;胡旭升;张秦;耿建坡;孙振亮
【摘 要】介绍数字多用表自动化测试系统的组成、工作原理和该系统可实现的功能,以34401A数字多用表为例,分析测试系统对该表的测试情况,并同手动检定结果进行对比,指出该套测试系统具有可行性,同时提出应用中的注意事项.
【期刊名称】《河北电力技术》
【年(卷),期】2010(029)001
【总页数】3页(P23-25)
【关键词】数字多用表;GPIB总线;Labview8.2;自动化测试;标准源4808
黛安莲恩【作 者】张立;胡旭升;张秦;耿建坡;孙振亮
【作者单位】河北省电力研究院,石家庄,050021;河北省电力研究院,石家庄,050021;河北省电
力研究院,石家庄,050021;河北省电力研究院,石家庄,050021;河北省电力研究院,石家庄,050021再生制动
【正文语种】中 文
【中图分类】优生骨胶原TP274
优势合作
数字多用表、多功能标准源的检定、校准数据是计量测试领域的重要参数之一。目前数字多用表、多功能标准源基本都带有程控接口(GPIB接口或RS232接口)，程控功能的应用越来越广泛[1]。但正常的手动检定并不能对接口部分的功能进行检查。计量检定中的数据记录、处理、证书打印等要经过繁琐的步骤和较长的时间，不但测量的工效低，而且数据的准确性会受到一定的影响。
随着计算机技术和虚拟仪器技术在计量领域的广泛应用，可以充分发挥可程控计量仪器的先进功能。数字多用表自动化测试系统利用NI公司的Labview 8.2作为软件开发平台，采用DATRON公司的标准源4808对数字多用表进行自动化计量测试。应用该系统对34401A、2000、7061、7151、8505、1081、1061、FLUKE45等型号的数字多用表及多功能标准
源进行测试、数据打印、数据管理、系统维护等功能时，人机对话简单、方便，测试速度快，保证了量值传递的准确性，满足计量检定规程的要求，在使用中收到较好效果。同时该系统可以兼容其它多种型号的数字多用表、多功能源，具有很强的可扩展性和实用性。
电容的测量
1 自动化测试系统的组成及工作原理
1.1 系统组成
数字多用表自动测试系统主要由多功能标准源(4808型)、计算机、打印机、GPIB接口(IEEE488及RS232)以及相关软件组成，系统的硬件结构如图1所示。
图1 自动化测试系统硬件结构示意
4808型多功能标准源是由DATRON公司生产的标准源，它可以输出直流电压、直流电流、交流电压、交流电流和电阻的标准信号，检定及校准3位至8位的数字多用表，交、直流的电压、电流及电阻的量程都有与被检通用的数字多用表相对应的量程[2-6]。4808型多功能标准源可以自行校准并保证输出数据的准确性和可靠性，其本身带有GPIB接口，为仪器的可程控性创造了条件。
GPIB接口卡选用NI公司生产的GPIB-USB-HS IEEE488接口卡，计算机通过该卡对GPIB系统进行控制，这在测试系统中被广泛应用。
1.2 工作原理
该系统通过计算机对可程控的4808型多功能标准源和高精度的数字多用表进行程序控制，以实现对数字多用表的自动检测。
计算机通过程序控制4808型多功能标准源发出测量信号，该信号加到被检表的输入端，程序又命令被检多用表采集信号进行相应功能的测量，测量结果经GPIB接口送入计算机进行误差计算，并打印出测量结果和测量误差。
2 自动化测试系统的功能
数字多用表自动化测试系统中引入了计算机技术，对数字多用表自动化测试系统的要求不仅是对手动检测的机械模仿[7]，而且要考虑到利用计算机的特点，去完成手动检测完成难度较大的工作。数字多用表自动测试系统具有的功能如下。
a. 校准。主要满足对34401A、2000、7061、7151、8505、1081、FLUKE45、1061等型号的数字多用表自动校准，该系统拥有灵活的人机对话界面，可自主选择测量项目。
b. 测试。可按24 h指标进行稳定性测试，也可按年指标进行测试。
c. 数据采集。该系统有标准源仪器地址选择功能，数字多用表地址选择功能。可自动控制完成数据的采集、判断、存储。自动化测试系统是固定采样周期采集数据，比手动测量采集数据更准确。
d. 数据处理。可将测量过程中的数据动态显示出来，进行测试数据差限的计算及对数据结果的判断，拥有逐点测量功能和颜标记功能。
e. 打印。测试完成后可自动生成证书和原始记录，可进行单功能的测量结果的打印，也可进行全功能的测量结果的打印。
f. 自动提示。在一个功能检定测试完成后，有切换功能提示，需要换线时，有换线提示。
g. 开发扩展。用户可以方便地增加所要测试的仪器型号，只需在此系统的目录下创建以所
要增加仪器型号为名称的目录，并在创建的目录中，分别创建“测试文件”、“指标”2个目录，根据所要增加仪器的功能，修改指标文件。
3 自动化测试系统的应用
测试仪器为标准源4808，选择1台34401A数字多用表，用本套自动化测试系统进行检定，可测试直流电压、直流电流、交流电压、交流电流、直流电阻。在测试过程中，操作者操作相应仪器根据提示完成相应的测试，程序将自动运行。
3.1 校准系统预热
标准源4808和被测数字多用表开机预热1～2 h。以保证仪器信号的稳定性和校准数据的可靠性。
3.2 硬件连接检查
硬件连接完成后，启动计算机，运行物理地址搜寻软件，搜寻整个测试系统的物理地址分配情况，注意在设置被检表的物理地址时不要与4808的物理地址发生冲突，以免影响系统的正常运行。
3.3 测试设置
系统启动后，进入测试系统主界面，进行测试参数的设置。对于某型号数字多用表首次检定要进行5个参数的检定，在“基本功能选择”中点击选中需要测试的项目。将“首次测试”标签选项选择到“是”，则自动测试系统将测试的数据结果直接保存；如选择到“否”，测试数据将不被覆盖。然后单击“4808地址设置”按钮，在弹出下拉框中选择源4808的GPIB地址。单击“被检表地址设置“按钮，在弹出下拉框中选择数字多用表的GPIB地址。全部设置结束后，点击”确认设置“按钮，启动”开始测试“按钮，系统即进入数据采集动态显示界面。
3.4 数据采集动态显示
根据被检某型号数字多用表的指标文件(该文件中包括某型号数字多用表的技术指标和对检定点的设置)进行数据采集和误差分析。测试数据合格时，其颜是黑，测试数据不合格时为红显示。
3.5 报告制作
学术长青测试结束后，会弹出测试完成对话框。这时可点击“报告制作”按钮，开始制作证书，输入
相关信息后，点击“生成证书”按钮，即完成整个检定操作过程。
3.6 性能验证
在相同的环境下，分别采用自动测量方法及手动测量方法对34401A数字多用表进行检定测量，比较测量结果，见表1。
表1 自动与手动测量结果比较测量项目量程技术要求标准值自动测量值手动测量值直流电压/V10±0.000 0911.000 011.000 011±0.000 2255.000 015.000 02交流电压/V1(50 Hz)±0.000 90010.999 4580.999 4571(100 Hz)±0.000 90010.999 7230.999 720直流电流/A1±0.000 600 0.50.499 9660.499 9681±0.001 10010.999 9270.999 928交流电流/A1(50 Hz)±0.001 40010.999 8390.999 8371(1 000 Hz)±0.001 40010.999 8310.999 830直流电阻/kΩ1±0.000 11011.000 0191.000 01810±0.001 101010.000 5910.000 59
由表1可以看出，自动测量没有改变数字多用表的采样位数，与手动测量结果基本一致。不一致的点也只是末位有所不同，这是由34401A本身的采样结果及重复性、稳定性造成的。这一点说明自动测试系统检定数字多用表的可行性和准确性。
自动测试的信息量和采集量要比手动测量大，这主要体现在交流电压的测试中，由于人力劳动的局限性，手动测量通常只检定3个频率的交流电压值，自动测试系统则可以采集被检表在各个频率段处的交流电压值。在数据处理及误差计算的速度方面，自动比手动更占优势，从而节省了劳动时间，降低了劳动强度，使工作条件更加人性化。
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