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LabVlEW在电学类仪器校验装置中的应用

编辑:永利电玩城????来源:未知????发布时间:2020-01-20 20:11????浏览量:
o引言
虚拟仪器是以通用的计算机硬件和操作系统为基础,利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的App来实现各种仪器功能。目前在虚拟仪器领域,广泛使用的是美国NI企业的图形化编程语言LabVlEW,编程过程大部分是图标的各种组合,简单便捷 
根据计量需求,需要构建一台便携式仪器校验装置对现场的电学测试设备的电压、电流、电阻和时间等参数进行计量。由于仪器校验装置便携性的要求,总的思路是购置部分板卡,配合LabVIEW语言进行相应校验功能的开发,本文主要先容LabVlEW语言在仪器校验装置中的应用。
 
1App功能总体要求
为实现对电压等电参数的计量,校验App应包含的功能有以下几点。
1) 权限管理
对系统操作人员的使用权限进行管理。权限管理把用户分为操作员和管理员两类,操作员进行一般操作,管理员除具有操作员的权限外还能够修改用户密码、增加用户、删除用户、修改用户名、系统配置等多种权限。
2) 系统配置
在系统配置中主要有硬件资源设置,当前次校验中需要被校设备的哪几项参数,以及这些设备需要设置的地址等参数。 
3)校验功能
根据设置对被校设备进行校验。
4)数据处理
数据保存、数据分析比较等
5)报表设计
报表设计主要包括测试结果报表。
6)界面设计
设计主程序界面、硬件参数配置界面、标准源配置界面、被校设备配置界面等。
7)人机交互
人机交互包括界面参数显示、测试内容选择、测试结果显示、系统功能选择、运行、暂停、停止、继续按钮、必要的提示。
8)系统帮助
系统帮助包括系统运行条件、系统安装、使用等说明。
 
2App设计
2· 1App总体设计
App分为三个组成部分:分别是登录部分、主程序模块、各个子模块部分。
登录部分是操作员进行仪器校验系统的人口程序。主程序负责各种事件响应,用于实行校验的各种操作包括菜单、测量配置、测量结果显示、分析等。子模块是针对各个板卡设计的App程序,完成各个模块的功能。这样的设计增强了App的可扩展性和灵活性,新的设备添加变得很容易,只需要独立开发添加的模块,在主程序中调用即可,这样可以最小程度的更改主程序完成新设备的添加和升级维护。
 仪器校验
2· 2各组成部分功能的实现
2· 2· 1登录部分功能的实现
登录界面是校验系统的启动界面,其逻辑关系如图1所示
 
2· 2· 2主程序模块功能的实现
主程序负责各种事件响应,包括菜单操作、按钮事件响应、界面窗口的关闭。主界面采用Windows多文档结构,设有菜单栏,包括“仪器、" “帮助文档"等子项。
程序框图如图2所示
 仪器校验
2· 2· 3各子模块功能的实现
系统App包含的子模块,分别有数据采集子模块、数字万用表4072、多功能设备NextKlt、直流电压电流 4110、函数发生器PXI一54、多功能采集设备PXI一 3356。本文以数字万用表4072的功能实现为例。
仪器校验装置通过程控NI DMM PXI一4072数字万用表完成被校测试设备电压随时间变化曲线的记录、测量以及报表生成功能。
数字万用表4072卡的电压和电流、电阻在同一个App模块上实现,App界面如图3所示。在图中所示的A区中,选择测量的类型,测量类型有交直流电压、电流、频率、2线、4线电阻以及电容、电感等。在界面中设置测量的范围、精度选择、电源频率等。参数改变App自动更新参数,进行测量
各个子模块的设计采用基本的生产者消费者状态结构,在生产者中捕捉事件,在消费者结构中处理对应的事件。将各个子功能设计为一个分支。程序经过初始化和参数设置之后,停留在等待命令的分支。在等待命令中如果点击启动采集,App将实行数据采集操作,并将数据读取并显示。
 仪器校验
3校验装置的运行
对某台设备的电压随时间的变化关系进行测量,自动测试得到的曲线如图4所示[ 5
经过实验,构建的仪器校验装置能够对电学参数电压、电流、电阻和时间进行计量,且与更高一级标准比较验证,满足准确度要求。经过十几天疲劳测试,系统稳定,数据可靠,未出现突然死机等严重故障。运行结果表明:该系统完全可以应用于电学参数电压、电流、电阻和时间的校验。
 
4结束语
本文利用LabVIEW这一功能强大且界面友好的图形化编程语言,配合以部分板卡构建了一台用于现场电学参数校验的计量设备。运行结果表明仪器校验装置达到了预期目标,能够实现对电压、电流、电阻和时间的计量且装置便于携带,原位校验和自动校验的优势在本项目中得到一定体现

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