基于GPIB总线的加速度计测试系统的研究

0　引言

　　加速度计是惯导系统中的重要敏感元件,在高精度船用导航系统及陆用定位定向系统中,其性能好坏起着关键性的作用,为此需对加速度计进行严格的测试和筛选[1]。因此其诸多性能参数的测试必须在稳定的环境中经过严密地检测过程来完成。过去直至今天,许多加速度计检测机构或单位大多数采用传统方法,多人负责一套测试台,所有的测试数据需要手工记录并用计算器计算出结果。这种方式效率低,劳动强度大,人为因素多,易出错误。而如果利用GPIB总线和VISA函数[2],在windows平台上,通过高级语言编程就可以开发一个实用的加速度计自动测试系统,不需要人工参与读数、记数和数据处理,可直接提取加速度计的被测参数,根据相应运算公式计算,结果可以汇成报表打印出来,减少不必要的人工操作,可靠性好,不影响测试精度。

1　系统测试原理

系统测试原理框图如图1所示。被测对象(加速度计)安装在测试台,一般一锅可安装12只加速度计,测试环境稳定后,计算机通过RS-232口跟单片机通信,选通需要测试的通道,再调用仪器驱动程序,通过GPIB总线发送VISA函数给1071电压表,测试所选通道数据,并进行识辨,正确保存并进行数据处理,通过计算公式求出最终需求参数,最后根据性能指标判断加速度计是否合格。其中多路转换器由单片机、RS-232接口及通道切换电路等组成。系统提供12路通道测试,由计算机和单片机相互通信来控制通道切换电路以选择12路通道的某一路被测信号,送到精密数字电压表进行测试,测试结果由计算机保存。系统所使用的继电器的接触电阻小于0.05Ω。电压表精度可达位,其接口为IEEE488标准接口。

2　系统总体结构

系统软件总体结构图如图2所示。主要包括以下几部分:软件运行平台、多路转换程序、仪器驱动程序、数据采集、数据处理、数据报表显示或打印等。

　　多路转换程序由汇编语言编写,固化在芯片ATM89C51上[3],用来跟计算机通信,完成可靠的系统握手,提供稳定的控制,以用于通道选择。

3　仪器驱动程序设计

　　在虚拟仪器系统中,仪器驱动器是处理与一特定仪器进行控制和通讯的一种软件,是用户完成对仪器硬件控制的纽带和桥梁[4]。仪器驱动程序完成对GPIB卡的配置,通过调用VISA函数,驱动精密电压表完成数据测试功能。由于系统要完成繁琐的数据管理操作,因此软件运行平台、数据采集、数据处理、数据打印等程序都是在Windows开发平台上采用具有较强数据库管理功能的Delphi5.0作为程序设计语言来完成,但GPIB接口调用的VISA函数是用C语言开发的库结构,Delphi不能象VC++一样直接调用,故在设计软件时,要考虑将VISA函数库改写成Delphi环境下能直接调用的结构形式,即工程项目文件中必须有VISA.PAS[5]。其结构形式如下。这样就跟在VC++环境下一样调用所需的VISA函数,如函数viVPrintf,不需要的VISA函数,在VISA.PAS中不必列出。