频率计类仪器自动校准系统中测试界面的设计--频率计使用原理

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频率计类仪器自动校准系统中测试界面的设计

http://www.any17.com 2006-08-30 14:47:47.0

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　　通用仪器综合校准系统是采用VXI总线的虚拟仪器技术，可对频率计、电子电压表、高频、低频、脉冲和函数信号发生器共六大类仪器实现自动校准，另外各模块还可单独作为标准仪器，对被校仪器进行维修与测试。它具有自动化程度高、通用性与开放性强、测试准确度与可靠性高、电磁兼容性与可维护性好以及扩展能力强等主要特点，由于系统设计过程中涉及到的问题较多，因此这里仅围绕测试界面设计的相关问题进行探讨。

一、关于校准系统

　　1．系统组成与校准内容
　　该系统的主要组成如图1所示。

　　由图1可见，它由四大部分组成，分别是：①VXI机箱及各仪器模块，主要作为校准时的标准仪器，包括函数信号和RF信号发生器、通用计数器、数字多用表、示波器、接收机以及射频开关模块：②主控计算机，用于系统协调控制与数据处理：③适配器，用于实现被校仪器与该系统的连接、阻抗匹配变换、信号衰减等功能，同时提供稳定可靠、频率和电压分段可调的1mV~300V交、直流电压。④被校的各种仪器。本校准系统具体可对六大类仪器的58项参数进行校准，其中对频率计类仪器校准的参数分别是：测频率、周期、比率、灵敏度、时间间隔以及频率稳定度。

　　2.校准方法与校准连接
　　系统校准时所采用的主要方法是直接法和比较法两种。例如：对测灵敏度和频率稳定度的校准采用了直接法，而测频率、周期、时间间隔等第二校准便采用了比较法，那么具体对测频率来说，即将标准信号发生器的输出分别由标准和被校频率计同时进行测量，这里考虑到频率范围的问题，标准信号发生器是由函数信号和RF信号发生器两个模块组成，具体连接方式如图2所示。

　　由图2可见，系统在校准该参数时，主要用到四个标准仪器模块，其中函数信号和RF信号发生器的输出分别加到射频开关的第1组Comoo与第2组com10端，然后再从开关的01、11、12端分别加到被校频率计，而从开关的00、10、13端则加到标准频率计的Input1（1通道）、Input20通道〉、Input30通道）：采用这样的接法，其目的使适配器的三路输出频率范围与标准频率计的1、2、3通道对应起来，在图2中的左下方就示出了各路频率值的范围。

二、测试主界面

　　每一类仪器的每一项校准内容，均有一个校准的主界面，这里称之为测试主界面。它的设计在整体上讲究风格的一致性，而针对某一具体的内容来说，则遵循结构合理性、布局美观性以及操作便捷性的原则。例如图3所示是频率计类仪器中测频率校准的测试主界面，其中左上方是“标准信号源”输出的频率值：右上方是“标准计数器”所测得的频率值：中间部分是依据校准方法??这里按照比较法的思路来设计：
　　①将从数据库读取的“参考值”和“允许误差”显示出来；
　　②在“实测值”处将标准频率计采样三次所得平均值显示；
　　③将被校频率计所测得的频率值键入，并送到“标称值”显示；
　　④显示将“实际值”与“标称值”按相对误差公式计算得到的示值误差；
　　⑤用状态灯显示各次测量结果超差情况，超差亮红灯同时发出警告声、不超差亮绿灯。
　　注意这里的校准频率点也是按照检定规程的要求设置的。最下方是各种控制按键，当按下“开始”键后，该程序便能够在人工适当的干预下自动完成校准任务。

三、关键问题及其解决

　　1.“选项”的随机性控制
　　由于对每种仪器校准时，应在不同的频率点上进行校准，而这些频率点是按照检定规程的要求设定，并存放在数据库中，但实际工作中常常要对这些校准点作适当的取舍。这里实现的方法是：当从数据库中读取校准点及其允许误差，并分别存入数组xiaozhuer11、mcha1中，然后再分别将这两个数组中的数据分别送到测试面板上的“参考值”和“允许误差”控件，最后由鼠标点取相应“状态”（变量设为zt）选择控件，然后操作并确认，具体的控制程序如下：

　　2.“取消”时的数据处理
　　在每个参数校准的主界面上均设置了“取消”按钮，用以实现参数校准时的中途退出，而这时的数据将如何处理，将是重点考虑的问题。在此有两种情况可供选择：
　　一是有必要将数据保存（放在“临时文件”中），接着进行下一个参数的校准；二是不保存所校准的数据，直接退出该参数的校准。具体的控制程序如下：

　　3．多个界面的分页组织
　　在测试主界面上除有标称值、实际值、允许误差、示值误差外等项外，还有许多校准点，因此数据量较大，为方便显示并及时查阅，这里可采用多页显示的方法（仅用了两页），具体控制程序如下：

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