数字多用表计量自动化技术研究

　　0　引言

　　随着科学技术日新月异的发展,大量带有GPIB接口的数字多用表不断出现,这种智能仪表是以微处理器为基础而设计制造出来的新型仪表,其最大的特点就是具有完善的可程控能力。如何提高“数字多用表”计量的效率和检定准确度,避免手动计量带来的工作量大和人为带进误差的缺点,是目前急需解决的问题。过去一直采用人工手动测试方法,这不但占用大量的劳力,工作效率低,也影响测量准确度的提高,它已不能满足当前测试计量的要求。我们设计的数字多用表计量自动化系统很好地解决了这一问题。

　　1　数字多用表计量检定系统的硬件组成和工作原理

　　系统由计算机、9000A多功能校准仪、IEEE—488接口线、被检表、GPIB接口卡、打印机等六部分组成。系统的硬件结构框图如图1所示。

　　计算机是全系统的控制中心,通过内部GPIB接口卡完成对被检仪器及校准流程的控制,以及对校准数据分析和处理。9000A多功能校准仪用做标准源。GPIB接口卡选用西安交通大学系统工程研究所开发的GPIB-PC3接口卡,该卡采用GPIB专用集成芯片以函数的形式,实现中断、串并行数据查询,同步异步和被检表电压、交电阻、交电流等多种数据输入输出传送方式,符合IEEE-488标准接口的全部功能子集,完全满足多台设备之间共享协调等多项操作要求。

　　2　数字多用表计量系统的误差分析和处理

　　在本计量系统中,我们采用的是直接测量法,这种方法是用标准仪器直接检定被检仪器。由于校准仪器复现的量值可看成相对真值,这样被测仪器的误差很容易正确求出。即被检仪器的误差是测量值和真实值的差异。

　　考虑到检定是针对功能档位进行的,而每个功能档位是一个测量范围,为了提高检定的精度,我们采用在一个档位中采集十个点的方法,这十个点是均匀布点,也是符合等差递增的规律,这种方法能减小偶然误差。

　　采用等差递增布点的方法,我们在数据处理中也就引入了平均相对误差、平均绝对误差、标准方差。标准方差是应用了误差处理的平差方法,引入它的目的在于考察误差的分布水平。

　　3　软件设计

　　该系统是在Windows’98环境下,用VB6.0言编写而成。主菜单采用图形设计、比较形象、操作使用方便、用户界面好。其部分程序框图见图2。

其软件的检测功能如下:

　　(1)本地功能:检测本地功能(面板PRESET/LOCAL)。

　　(2)远地功能:检测远地功能(面板PRESET/LOCAL)

　　(3)设备清除功能:使几个设备置于一个预定的初始状态。