虚拟仪器技术在全站仪频率检测中的应用

　　一、引言

　　JJG703-2003《光电测距仪》检定规程规定了全站仪(测距仪)测尺频率的检测方法。 对于测尺频率开机特性的检测，要求在仪器开机后每分钟记录1次频率读数，直至开机30min后结束，并绘出测尺频率的开机特性曲线。如果采用传统的人工观测和记录方式， 需要手工记数、计时和绘图，不仅工作效率低，原始数据的准确性和时间间隔的一致性也难以保证。尤其在进行批量仪器检测时， 需要对多台仪器的多路测尺频率信号采集数据，建立自动检测系统是应解决的课题。

　　测尺频率检测的标准器具是频率计，一般都配置了GPIB并行总线接口，这是检测自动化的硬件基础。 本文给出一种通过计算机和GPIB总线实现的频率检测自动化的方法，着重点是虚拟仪器的概念和VEE图形化编程方式， 不具体论述全站仪的频率检测原理和技术方法。在开发出功能完备的虚拟仪器软件后，频率计可以不再需要操作面板和显示屏。

　　二、软件平台

　　在I/O设备和总线接口确立， 并安装了相应的设备驱动程序和仪器驱动之后，软件开发成为关键技术。 开发平台是一项重要选择，提高编程效率是一个非常现实的问题。 如果使用C/C++语言，在软件开发过程中，不仅要掌握IEEE488总线协议、VISA控制和频率计程控指令等技术细节，同时还要花费很多时间和精力去学习Win-dows图形界面编程技术。 要想完成一个自动测试系统，要求检测技术人员同时成为行业专家和编程专家，这对于不是专门从事相关科研开发的人员来说是有难度的。基于该理念，虚拟仪器制造商推出了面向测量技术人员和仪器工程师的软件开发平台(如VEE)，目的是快速组建测试平台，使技术人员把主要精力放在研究实际问题上，而不是测试设备硬件和编程语言上。结合频率检测系统，VEE技术的实用性主要体现在以下两个方面：

　　(1)VEE支持GPIB总线 ，并提供I/O配置 ，通过I/O管理器实现和仪器的连接，在正确配置GPIB地址等相关参数后，Istrument Manager能自动搜索和GPIB相连的仪器设备。 VEE提供频率计的虚拟仪器面板，此时可以采用Panel drivers方式直接和频率计通信。 当然，对于那些熟悉频率计程控指令的技术人员，也可以采用Direct I/O方式，这种方式更为灵活高效。

　　(2)VEE是一种基于数据流程图方式 (Data Flow)的图形化编程，它定义了数据类型、结构类型、循环结构、分支结构等语言要素，还提供常用程序调试工具，包括设置断点、单步执行、数据探针等功能。 VEE使用图标、连线和框图代替传统的程序代码，数据和命令在数据连线上运行，程序的执行是数据流驱动的，每一个控制节点只有在获得它的全部数据后才能执行。 显然，对于没有C/C++编程能力的检测技术人员， 图形化编程方式是易于学习和接受的。