頻率計類(lèi)儀器自動(dòng)校準系統中測試界面的設計

通用儀器綜合校準系統是采用VXI總線(xiàn)的虛擬儀器技術(shù)，可對頻率計、電子電壓表、高頻、低頻、脈沖和函數信號發(fā)生器共六大類(lèi)儀器實(shí)現自動(dòng)校準，另外各模塊還可單獨作為標準儀器，對被校儀器進(jìn)行維修與測試。它具有自動(dòng)化程度高、通用性與開(kāi)放性強、測試準確度與可靠性高、電磁兼容性與可維護性好以及擴展能力強等主要特點(diǎn)，由于系統設計過(guò)程中涉及到的問(wèn)題較多，因此這里僅圍繞測試界面設計的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行探討。

一、關(guān)于校準系統

　　1．系統組成與校準內容
　　該系統的主要組成如圖1所示。



　　由圖1可見(jiàn)，它由四大部分組成，分別是：①VXI機箱及各儀器模塊，主要作為校準時(shí)的標準儀器，包括函數信號和RF信號發(fā)生器、通用計數器、數字多用表、示波器、接收機以及射頻開(kāi)關(guān)模塊：②主控計算機，用于系統協(xié)調控制與數據處理：③適配器，用于實(shí)現被校儀器與該系統的連接、阻抗匹配變換、信號衰減等功能，同時(shí)提供穩定可靠、頻率和電壓分段可調的1mV~300V交、直流電壓。④被校的各種儀器。本校準系統具體可對六大類(lèi)儀器的58項參數進(jìn)行校準，其中對頻率計類(lèi)儀器校準的參數分別是：測頻率、周期、比率、靈敏度、時(shí)間間隔以及頻率穩定度。

　　2.校準方法與校準連接
　　系統校準時(shí)所采用的主要方法是直接法和比較法兩種。例如：對測靈敏度和頻率穩定度的校準采用了直接法，而測頻率、周期、時(shí)間間隔等第二校準便采用了比較法，那么具體對測頻率來(lái)說(shuō)，即將標準信號發(fā)生器的輸出分別由標準和被校頻率計同時(shí)進(jìn)行測量，這里考慮到頻率范圍的問(wèn)題，標準信號發(fā)生器是由函數信號和RF信號發(fā)生器兩個(gè)模塊組成，具體連接方式如圖2所示。



　　由圖2可見(jiàn)，系統在校準該參數時(shí)，主要用到四個(gè)標準儀器模塊，其中函數信號和RF信號發(fā)生器的輸出分別加到射頻開(kāi)關(guān)的第1組Comoo與第2組com10端，然后再從開(kāi)關(guān)的01、11、12端分別加到被校頻率計，而從開(kāi)關(guān)的00、10、13端則加到標準頻率計的Input1（1通道）、Input20通道〉、Input30通道）：采用這樣的接法，其目的使適配器的三路輸出頻率范圍與標準頻率計的1、2、3通道對應起來(lái)，在圖2中的左下方就示出了各路頻率值的范圍。

二、測試主界面

　　每一類(lèi)儀器的每一項校準內容，均有一個(gè)校準的主界面，這里稱(chēng)之為測試主界面。它的設計在整體上講究風(fēng)格的一致性，而針對某一具體的內容來(lái)說(shuō)，則遵循結構合理性、布局美觀(guān)性以及操作便捷性的原則。例如圖3所示是頻率計類(lèi)儀器中測頻率校準的測試主界面，其中左上方是“標準信號源”輸出的頻率值：右上方是“標準計數器”所測得的頻率值：中間部分是依據校準方法——這里按照比較法的思路來(lái)設計：
　�、賹�從數據庫讀取的“參考值”和“允許誤差”顯示出來(lái)；
　�、谠凇皩�(shí)測值”處將標準頻率計采樣三次所得平均值顯示；
　�、蹖⒈恍ｎl率計所測得的頻率值鍵入，并送到“標稱(chēng)值”顯示；
　�、茱@示將“實(shí)際值”與“標稱(chēng)值”按相對誤差公式計算得到的示值誤差；
　�、萦脿顟B(tài)燈顯示各次測量結果超差情況，超差亮紅燈同時(shí)發(fā)出警告聲、不超差亮綠燈。
　　注意這里的校準頻率點(diǎn)也是按照檢定規程的要求設置的。最下方是各種控制按鍵，當按下“開(kāi)始”鍵后，該程序便能夠在人工適當的干預下自動(dòng)完成校準任務(wù)。



三、關(guān)鍵問(wèn)題及其解決

　　1.“選項”的隨機性控制
　　由于對每種儀器校準時(shí)，應在不同的頻率點(diǎn)上進(jìn)行校準，而這些頻率點(diǎn)是按照檢定規程的要求設定，并存放在數據庫中，但實(shí)際工作中常常要對這些校準點(diǎn)作適當的取舍。這里實(shí)現的方法是：當從數據庫中讀取校準點(diǎn)及其允許誤差，并分別存入數組xiaozhuer11、mcha1中，然后再分別將這兩個(gè)數組中的數據分別送到測試面板上的“參考值”和“允許誤差”控件，最后由鼠標點(diǎn)取相應“狀態(tài)”（變量設為zt）選擇控件，然后操作并確認，具體的控制程序如下：



　　2.“取消”時(shí)的數據處理
　　在每個(gè)參數校準的主界面上均設置了“取消”按鈕，用以實(shí)現參數校準時(shí)的中途退出，而這時(shí)的數據將如何處理，將是重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。在此有兩種情況可供選擇：
　　一是有必要將數據保存（放在“臨時(shí)文件”中），接著(zhù)進(jìn)行下一個(gè)參數的校準；二是不保存所校準的數據，直接退出該參數的校準。具體的控制程序如下：



　　3．多個(gè)界面的分頁(yè)組織
　　在測試主界面上除有標稱(chēng)值、實(shí)際值、允許誤差、示值誤差外等項外，還有許多校準點(diǎn)，因此數據量較大，為方便顯示并及時(shí)查閱，這里可采用多頁(yè)顯示的方法