检定专用测试设备的通用计量系统设计

1 引 言

    随着自动化测试技术的发展，用于各领域的专用测试设备越来越多。要保障这些专用测试设备的测试有效性，必须对其进行定期计量检定，而当前大多数专用测试设备供应商只提供计量校准方面的指导说明，并不提供计量仪器，计量工作主要依靠使用方自己完成。即便一些标准仪器也需要使用方一步步地进行手工计量[1]，有些使用方也研制了一些自动化计量设备来替代原来的手工计量工作，这些自动化计量设备也大多采用了 VXI、PXI、虚拟仪器等技术[2－8]，自动化程度有一定提高，但这些计量设备本身又存在着如何保证其计量特性（准确性、一致性、溯源性和法制性）[9]的问题，自动测试设备的自校准不能代替溯源性证明[10]。本文提出了一种具有计量计划管理功能的通用计量系统的设计方案，在对被检定对象进行计量需求分析的基础上，编写计量实例、选择标准仪器组成计量系统。

 2 系统架构设计

    在检定工作中，对只提供激励的仪器只需检定其输出，对只用于测量的仪器只需检定其测量结果。一些专用测试设备往往不是功能单一的仪器，不仅要测量被测对象的输出响应，必要时还要给被测对象提供输入激励，所以对专用测试设备进行检定时需要进行输入输出两方面的工作。大多数专用测试设备都涉及到对电阻、电压、电流、时间、频率、功率和开关信号等的测量，能提供一定要求的电源，具有时序控制输出的能力。要对这些专用测试设备进行检定，计量系统必须能够提供各类被测信号，而且计量系统与专用测试设备的测试不确定度比一般不得低于 4:1[10]。

    通用计量系统样机采用图 1 所示的硬件结构，其中 PCI-1758UDO 是研华公司的插卡，具有 128路隔离数字量输出通道。

3 软件功能设计

    系统软件采用 Visual C++6.0 设计开发，数据库采用微软的 Access 2003。通过 ADO 来访问数据库，通过调用 VISA 接口库来完成对标准仪器的控制，通过调用研华的驱动程序来控制 PCI-1758UDO 数字量输出卡从而实现对计量检定转接盒的状态设置。

     整个软件从功能上主要分为用户管理、计量实例维护、计量计划管理、计量检定和数据处理与维护等模块，各模块具体的功能如下：

3.1 用户管理

    为保证计量工作的严肃性，同时也防止非授权操作引入风险。本系统采用系统管理员和操作员两级权限设置，系统管理员可以对操作员授权和撤销授权，可以执行计量实例维护和计量计划管理模块，而操作员无权执行这两个模块。