智能化入口儀器儀表裝置在收到器械測試臺的運用
GPIB與儀器的連接虛擬儀器軟件結構VISA(VirtualInstrumentSoft-wareArchitecture)實質上是一個標準的I/O函數庫及其相關規范的總稱,它是由VXIplug&play系統聯盟共同制定的標準,允許不同的廠商運行在同一系統,且I/O的應用軟件和儀器的驅動軟件也可兼容。32位版本的VISA在Windows95、Windows98、Windows Me、WindowsNT和Windows2000下都可以運行。
GPIB、VXI、GPIB-VXI、串行(RS-232)和LAN接口均支持VISA,即具有與器件接口類型無關的特性,可以實現計算機系統與儀器之間命令與數據的傳輸。
本系統中GPIB接口由一臺計算機和一個GPIB卡組成,七臺測試儀器通過GPIB電纜與GPIB卡相連,每一臺儀器被分配一個地址,計算機通過發送VISA指令對儀器進行控制,如所示中,“GPIB0”、“GPIB1”…“GPIB7”等是與各種儀器相對應的VISA名,VISA提供了很多功能函數,常用的有:viOpenDefaultRM:初始化VISA系統,每一個VISA函數被調用前一定要使用該函數;viOpen:建立與儀器的連接,格式viOpen(。。。"GPIB0::1::INSTR"。。。)可設置儀器的地址;viPrintf:以一定的字符串格式轉換、格式化、發送命令參數給儀器;viScanf:從儀器的輸出中讀取數據,并以一定的字符串的格式得到數據;結束與儀器的聯系,同時被分配的數據結構被釋放。
由計算機對GPIB儀器進行控制操作,可以通過菜單方便的調用測試系統中的任何一臺儀器。當某個儀器被選中時,計算機屏幕上就會顯示出相應的虛擬面板,充分體現了“所見即所得”的思想,在虛擬面板上設置各種測試和結果輸出控制選項,用戶只需根據各種按鈕的內容提示進行操作,其顯示部分即可將結果顯示出來。而當系統中的儀器發生變化時,用戶也只需要對計算機的控制軟件進行相應的改動。而且,通過將儀器的功能和面板軟件化,任何用戶可以都可以根據自己的需要設計和定義虛擬儀器的功能,并可以方便的控制儀器,改變和增減測試所用的軟件模塊,從而可實現緊跟計算機技術和儀器技術發展的要求。
VISA雖已實現了測試程序與接口無關,但對不同儀器的設置需要讀寫大量參數,造成大量重復工作,因而我們在系統軟件中又應用了作為連接儀器與用戶橋梁的程序―――儀器驅動程序。儀器驅動程序不同于計算機操作系統中的設備驅動程序,設備驅動程序是指用于驅動通用的計算機硬件設備正常工作的軟件模塊,而儀器驅動程序是供應用程序調用,為實現儀器設置而編寫的一系列標準子程序,可實現對儀器的操作與管理。本系統中,通過使用對示波器、頻譜儀、信號發生器等儀器的驅動程序,主控制程序只需要調用其中各功能模塊即可以很容易的完成各項測試工作。
主控制程序是一個通用性很強的控制程序,由它來搜集、分析用戶的操作,確定系統應調用的功能函數,組織測試流程,所有的功能的實現依賴于對功能數據庫和測試功能模塊庫的調用,以實現最高通用性。自動測試軟件的軟件部分大都集中在主控制程序中,主控制程序的通用性的高低直接關系到自動測試軟件的好壞,為了實現其通用性設計,接收機測試軟件采用外配置、外處理的方法,完全做到與具體儀器和被測單元(UUT)無關。其數據流圖如所示。
圖5系統數據流圖從系統的數據流可說明其控制流:從選擇UUT模塊得到UUT的所有測試項,由用戶具體選擇測試項,通過UUT和測試項名稱查詢數據庫得到相關的標準值信息、控制信息。調用TPS中的儀器初始化函數、功能測試函數,通過測試后,返回儀器測試值。經過功能測試模塊內部的處理,輸出測試結果。測試結果可打印、保存為EXCEL格式文件。若測試結果出錯,可直接提供到UUT故障隔離模塊,也可保存為文本格式文件,供以后調用。故障隔離模塊可對有故障的UUT提供維修幫助和提示。在計算機的幫助和引導下完成UUT的故障定位。功能測試工作完成后得到測試報告。如果UUT有故障可執行故障隔離。通過故障隔離程序的輔助和引導,維修UUT.維修完成后,可再次測試UUT以驗證維修效果。
結語在接收機試驗臺的設計、研制中,基于GPIB虛擬儀器完成了自動測試系統的主要功能。試驗臺系統通過不同的測試軟件,實現不同的測試功能,完成對被測量的采集、顯示、分析與處理。接收機試驗臺以計算機作為控制中心,通過豐富形象的圖形界面,通過對被測信號的采集、分析、判斷,實現了故障判斷和故障隔離,提高了接收機維護水平,提高了設備可靠性。
虛擬儀器技術作為現代測試技術發展的方向,除在故障診斷中應用外,還已廣泛應用于電力工程、機械工程、建筑工程等行業,在日常生產中起了極其重要的作用。隨著計算機技術與網絡技術的進一步發展,虛擬儀器必將向著更高可靠性,更高智能性發展,并逐步與網絡相連接,以實現測試系統資源的共享。
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