示波器自动检定系统的设计

    1　引　言

    示波器是无线电测量领域中应用极其广泛的一种测量仪器,在时域测量中占有不可替代的位置。在无线电测量中遇到的电压信号大部分都是随时间变化的,因此示波器在各单位使用数量很大。在各计量部门中,示波器的计量检定工作量也很大。这主要是由于示波器需要检定的项目很多,例如垂直偏转系数、频带宽度、瞬态响应、输入电阻、扫描时间系数、扫描线性、校准信号等,且有的检定项目中量程数量很多。对于手动测量,要人工读取数据、记录数据、计算误差等,不仅费时,且容易出现人为读数或记录错误。为了提高工作效率,降低人工操作出现错误的几率,提高检定工作的质量,使记录规范化,同时为了提升计量技术水平,开发示波器自动检定系统,实现对示波器的自动检定具有很大的实际意义。

    2　系统组成

    如图1所示,系统是由示波器校准仪(Fluke9500B)、数字多用表、数字频率计、被检示波器(包括模拟示波器、数字示波器、数字示波表)、USB/GPIB接口卡(Agilent82357A)及接口电缆、计算机及示波器自动检定软件组成。

    3　系统工作原理

    系统连接如图1所示,通过USB/GPIB接口卡和接口电缆将计算机与示波器校准仪、数字多用表、数字频率计连接起来,并将示波器校准仪的信号输出端与被检示波器的信号输入端连接。通过计算机控制示波器校准仪发送标准信号,再控制被检示波器(带接口的数字示波器和数字示波表)测试信号的输出值/或读取被检示波器(不带接口的模拟示波器和数字示波器及数字示波表)屏幕显示值。在检定被检示波器的校准信号时,应将被检示波器的校准信号输出端与数字多用表和数字频率计的信号输入端连接,直接控制标准表测试信号的幅度和频率值。

    3.1　示波器的全自动检定

    被检示波器带有IEEE-488,RS-232,以太网(LAN)的标准通用接口。对于这种数字示波器和数字示波表,可以通过计算机和自动检定软件控制示波器校准仪输出标准信号(如标准幅度方波信号、标准直流信号、标准时标信号、快前沿脉冲、稳幅正弦波信号),同时,控制被检示波器的信号输出并测试输出值,然后进行误差计算。在校准信号检定时,计算机自动控制数字多用表和数字频率计测试被检示波器的校准信号幅度值和频率值,待所有项目和所有通道检定完后,即可立即打印检定证书,整个检定过程完全可以实现全自动检定。

    3.2　示波器的半自动检定

    被检示波器为模拟示波器和不带有IEEE-488,RS-232和LAN的通用接口的数字示波器和数字示波表。对于这种示波器,可以通过计算机和自动检定软件控制示波器校准仪输出标准信号,同时在计算机屏幕给出提示,人工调整被检示波器显示并输入显示值,然后计算机自动进行误差计算。完成示波器全部指标的检定后,立即打印检定证书,实现半自动检定