压力校验虚拟仪器的研究及应用

　　为实现压力仪表检定的自动化和信息化, 降低检定人员的劳动强度, 提高工作效率, 迫切需要开发出压力校验虚拟仪器, 以及完成检定数据的采集和管理、检定报告的生成与打印等工作的相关软件系统。

　　一、系统基本结构与工作原理

　　虚拟仪器是集测量端控制、数据显示、数据处理的新概念仪器, 具有编程灵活、可自定义、数据分析处理能力强大、开发周期短等优点, 在测控、自动化、计量方面都有广阔的应用前景。

　　MSP430系列单片机是由美国TI公司生产的新一代16位单片机,它具有处理能力强、运行速度快、资源丰富、开发方便及较好的性价比等优点。通用串行总线(USB)是现代数据传输的发展趋势, 它具有高速、可热插拔、易扩展、接口通用、无需外接电源等优点, 在数据传输方面得到广泛的应用。压力校验在工业测试系统中是一个很重要的环节, 其准确性和可靠性至关重要, MSP430和USB为此提供了理想的解决方案。PC端采用VC++实现硬件端口的访问。虽然在虚拟仪器测试软件中, LabVIEW是一个极强的软件开发平台, 但LabVIEW是一种结构化解释型开发平台, 用它开发的软件, 无法在Windows操作系统下直接运行; 因此,使用VC++能够具有更好的移植性和更高的执行效率; 同时能更容易地链接数据库, 实现测量数据的存储; 并能够进一步扩展形成一个基于分布式数据库的压力校验网络系统。

　　1.硬件端的实现

　　(1)压力传感器

　　系统采用Omega公司生产的毫伏输出、带有温度补偿的高精度测压传感器作为压力信号采样器件。压力测试信号通过压力传感器进行数字化, 再利用软件对数字化的信号进行定义和处理。

　　(2)数据采集

　　本系统采用TI公司的MSP430F149和PHILIPS公司的USB接口芯片PDIUSBD12。PDIUSBD12符合通用串行总线 USB1.1 规 范 , 是 一 款 高 性 能 的 USB 接 口 器 件 。

　　MSP430F149芯片内包括一个12位的A/D转换器ADC12、采样保持器和模拟多路器; ADC12与一般的ADC相比, 具有高速、通用的特点, 适合于精密的数据采集和转换, 能够对8个外部模拟通道和4个内部电压通道( 包括内部温度传感器反馈的电压信号通道)进行A/D转换。数据采集流功能框图如图1所示。

　　PDIUSBD12的8位并行数据接入MSP430的P5口, 传输数据或者命令。MSP430的P17引脚接PDIUSBD12的A0, 作为PDIUSBD12的命令或数据选择线。当A0=0,MSP430向PDIUSBD12发送数据; 当A0=1时, 向PDIUS-BD12发送命令。它们之间的数据交换采取中断查询方式, 通过查询P14(P14接PDIUSBD12的INT_N引脚) 是否为低电平来确定是否接收到上位机的数据或命令, 再结合D12_WR和D12_RD引脚实现MSP430与PDIUSBD12的数据交换。PDIUSBD12的GL_N接LED来对其进行监控。当USB设备接入PC机时, LED亮; 在进行数据传输时,LED将不断闪烁。