CN101206130A - 电子仪器自动检定/校准/测试平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子仪器自动检定/校准/测试平台，所述平台包括以下模块：仪器接口模块：用于实现计算机和电子仪器的I/O通讯功能；数据库管理模块：用于保存/维护电子仪器相关信息；检定/校准/测试流程编辑模块：提供用户输入或修改检定/校准/测试流程内容；流程解释执行模块：用于控制标准仪器对被检定/校准仪器的输出信号进行测量；程控指令测试模块：提供接入电子仪器扫描功能；数据处理输出模块：用于测量结果的运算和输出。该平台实现了与标准测量仪器和被检定/校准设备无关的电子仪器的自动检定/校准/测试，提高了工作效率和检定/校准数据的准确性，减轻了检定/校准人员的工作强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子仪器自动检定/校准/测试平台。
背景技术
随着科学技术的高速发展，电子测量仪器也在不断地向数字化、智能化、高度集成化、可程控化、多功能化发展；许多仪器内置计算机主板，多项功能并存，并且配备多种通讯接口；计算机技术、传感器技术的应用，使计量测试仪器的专业界限也逐渐趋于模糊，一台仪器就象一个实验室。如FLUKE的5520多功能源可以校准电磁专业的多用表、功率表、电流表、电力谐波分析仪等，也能校准热工专业的温度计、数据采集器等，还能作为无线电专业的电子电压表、示波器的测量标准，如配上专用测量探头还可以测量压力。
因此，常规的手动检定/校准工作面临两大难题：
(1)测量功能多、数据量大；导致标准配置复杂，从而提高了对人员的要求(可能跨专业)。
(2)存在难于实现或不可能实现的检定/校准项目(相同的测量标准、人员)。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种电子仪器自动检定/校准/测试平台，达到智能化的测试流程控制。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电子仪器自动检定/校准/测试平台，包括以下模块：
仪器接口模块：用于实现计算机和电子仪器的I/O通讯功能；
数据库管理模块：用于保存、维护电子仪器的相关信息，组织、管理自动检定/校准过程用到的信息；
检定/校准/测试流程编辑模块：提供用户输入或修改检定/校准/测试流程内容的功能，为检定/校准/测试流程的执行做准备；
流程解释执行模块：用于根据所述检定/校准/测试流程记录的步骤，对连接的电子仪器，包括测量标准仪器和被检定/校准仪器发送程控指令，控制测量标准仪器对被检定/校准仪器的输出信号进行测量，并对测量结果进行记录；
程控指令测试模块：提供接入电子仪器扫描功能和系统通讯路径管理、资源属性设置及读取、资源事件管理和仪器指令/数据读写功能；
数据处理输出模块：用于实现所述测量结果的运算、技术要求符合性判断与测量结果的不确定度的计算和输出；
所述仪器接口模块外接电子仪器，仪器接口模块将检测到的电子仪器信息传递给检定/校准/测试流程编辑模块、流程解释执行模块和程控指令测试模块并且接收返回信息，检定/校准/测试流程编辑模块、流程解释执行模块和程控指令测试模块的输出端和数据处理输出模块连接，对检定/校准/测试过程进行处理并将结果输出给输出模块，检定/校准/测试流程编辑模块、流程解释执行模块和程控指令测试模块和数据库管理模块连接，用于在检定/校准/测试过程中设置和调用数据库管理模块中的数据信息。
本发明电子仪器自动检定/校准/测试平台，所述仪器接口模块采用VISAI/O函数库实现对GPIB、RS232、TCP/IP和USB接口的兼容。
本发明电子仪器自动检定/校准/测试平台，所述数据库管理模块中保存电子仪器设备资料、用户设定的检定/校准/测试流程、用户设定的测量功能和检定/校准方法的信息。
所述接入电子仪器扫描功能为：程控指令测试模块打开与默认资源管理器的会话通道，查询系统中所有与指定接口类型符合的设备资源，得到设备个数和设备地址描述字符串数组，根据设备地址描述字符串建立一个设备的会话通道，取出下一个设备的地址描述字符串，直到取出所有设备的地址描述字符串，建立会话通道过程结束。
所述平台通过局域网实现共享。
因此，通过上述技术方案可以达到以下效果：
1、解决了GPIB接口卡及多种其他接口(RS232、TCP/IP、USB)的兼容问题，特别是解决了通过计算机网络来操控测量标准或被测仪器的能力；
2、支持局域网联机共享且具有与用户计量管理数据库对接的能力；
3、解决了不同测量标准、不同被测仪器的兼容问题，系统软件和具体仪器资源无关、特别是与检定规程或校准方法无关；
4、系统具有自动管理检测系统计算机资源(在用仪器型号及测量系统中各仪器地址的能力)；
5、操作人员无须学习任何编程语言就可以设计测试流程开发新的自动检定/校准/测试系统，操作方便，具有完整的证书输出能力，且用户可以修改测量结果的输出格式；
6、自动测量不确定度。
附图说明
图1为本发明电子仪器自动检定/校准/测试系统框图；
图2为本发明测试平台模块结构示意图；
图3为本发明测试平台检定校准过程流程图；
图4为本发明测试平台接入仪器扫描流程图；
图5为本发明测试平台程控指令测试流程图；
图6为本发明测试平台测量结果运算流程图。
附图标记说明：
1-计算机；2-标准接口；3-测量标准仪器；
4-被检定/校准仪器；5-其他测量标准；6-检定/校准/测试流程
编辑模块；
7-流程解释执行模块；8-程控指令测试模块；9-数据处理输出模块；
10-仪器接口模块；11-数据库管理模块。
具体实施方式
如图1所示组建电子仪器自动检定/校准/测试平台系统，该系统包括计算机1，计算机1通过标准接口2(GPIB、RS-232、USB、TCP/IP)与测量标准仪器3、被检定/校准仪器4连接；测量标准仪器3和被检定/校准仪器4相连，计算机1还和其他测量标准5连接，其他测量标准5可以有多个。
如图2所示，本发明测试平台的仪器接口模块10外接电子仪器，仪器接口模块10将检测到的电子仪器信息传递给检定/校准/测试流程编辑模块6、流程解释执行模块7和程控指令测试模块8并且接收返回信息，检定/校准/测试流程编辑模块6、流程解释执行模块7和程控指令测试模块8的输出端和数据处理输出模块9连接，对检定/校准/测试过程进行处理并将检定/校准/测试结果输出给数据处理输出模块9，检定/校准/测试流程编辑模块6、流程解释执行模块7和程控指令测试模块8和数据库管理模块11连接，用于在检定/校准/测试过程中设置和调用数据库管理模块11中的数据信息。
该平台包括以下模块：
1)仪器接口模块10：用于实现计算机和电子仪器的I/O通讯功能；
2)数据库管理模块11：用于保存/修改电子仪器的相关信息，组织、管理自动检定/校准/测试过程用到的信息；
对某一型号的电子仪器(如脉冲信号源)进行检定规程/校准规范中规定的各种技术参数的检定/校准，会用到很多型号的测量仪器以及这些仪器的不同功能；即使对同一技术参数的检定/校准，也可以使用不同类型的测量标准。为了使设计的软件能够控制不同种类和型号的仪器进行测量，特别是解决仪器校准时校准方法无法强制规定的问题；自动检定/校准平台的源代码不能涉及具体的仪器信息，而把仪器信息全部存入数据库中。在自动检定/校准过程中，软件通过访问数据库中存储的这些信息来控制仪器，使软件具有对不同种类和型号的可程控仪器的兼容性和检定规程/校准方法的可替换性。
由于自动检定/校准平台软件用到测量标准仪器和被检定/校准仪器的程控指令、检定/校准项目和测量点、误差上下限等各种信息和数据，使用数据库就可以方便、合理、有效的组织、管理这些信息和数据。
3)检定/校准/测试流程编辑模块6：提供用户输入或修改检定/校准/测试流程的内容，为检定/校准/测试流程的执行做准备；
该模块主要提供检定/校准/测试流程的设计，用规定格式的文本记录检定/校准/测试流程，即能完整的记录检定/校准过程中的各种信息，又避免了用专用语言记录造成的使用者难以掌握的缺点。检定/校准/测试流程文本记录格式分为两部分：对每个检定/校准/测试项目的规定和对检定/校准/测试项目下每个测量点的规定。
对每个检定/校准/测试项目的规定，其作用范围是这个项目的每个检测点。格式规定为：项目名|标准名|标准功能名|被测功能码或名|基本设置|被测ON码|被测OFF码|提示|XXXX|f(x，y，z)|表格号‖调零或自校准功能(如有)。
对检定/校准/测试项目下每个测量点的规定，其作用范围是这个项目的一个测量点。格式规定为：标称值，频率/倍乘/偏差等|标准分功能名|标准设置|被测输出设置/测量码或参数|技术要求|结果小数位数，测量结果系数|基本设置(如有变化)#。
注：“码”为程控或扩展命令；“名”为数据表中的字段名。
4)流程解释执行模块7：用于根据检定/校准/测试流程记录的步骤，对平台中的测量标准仪器和被检定/校准仪器发送程控指令，控制测量标准仪器对被检定/校准仪器的输出信号进行测量，并对测量结果进行记录。
仪器程控指令可以通过程控指令测试模块8进行调试，而检定/校准/测试流程的组织结构、数据结构、涉及到的各测量标准的功能模块的数据结构可以通过本模块进行调试，调试时只要将所有的测量仪器处于手动测量状态。
检定/校准/测试流程是以特定格式的文本形式存储在数据库中的检定/校准/测试过程表里的，在进行自动检定/校准/测试前，要对文本内容进行分解，解释为自动检定/校准/测试软件需要的各项信息，包括测量项目、测量点、程控指令等。具体步骤是：首先从数据库中取出检定/校准/测试流程内容，将该检定/校准/测试流程分解为独立的测量项目，建立测量项目组，系统程序对每个测量项目的解释和执行是一样的。项目的自动检定/校准/测试流程如图3所示。
测量项目用字符串变量存储在数据库中，平台的该模块对字符串取出并分解，得到具体检定/校准/测试工作的信息，建立项目总体数据组和测量点数据组提供给执行模块，执行模块根据这些信息控制仪器进行自动检定/校准/测试。
根据“检定/校准/测试流程设计”中的规定，对电子仪器的通讯控制的信息全部在该仪器的“检定/校准/测试过程”数据记录中或通过数据表字段名关联，为了方便的产生执行流程，电子仪器的初始化等一些通用信息与测量标准的校准器一样占有相同的数据字段。因此，对所有的电子仪器的初始化过程都是一样的。
为了实现系统软件的通用性，在每个测量项目可以对所有用到的测量仪器进行测量项目的功能设置，一个测量项目直接与使用的测量标准(校准器或标准器，最多可以是三个，而标准器在系统中只是手动接入，不需要控制和调整，没有测量功能模块，可以不考虑)的测量功能相对应。测量标准的项目功能设置就是实现测量标准的基本设置；被检定/校准仪器的项目功能设置就是执行项目总体数组中的测量项目功能设置指令(含延时等待扩展指令)。
测量过程包含“测量点设置与输出”和“测量标准调整与测量结果获取”两个过程。
测量点设置就是执行测量点数组中该测量点的设置指令(含延时等待扩展指令)，和总体数组中的被测“开”命令。
测量标准调整与测量结果获取就是测量功能模块中指令集的执行。
5)程控指令测试模块8：提供接入仪器扫描功能和系统通讯路径管理、资源属性设置及读取、资源事件管理和仪器指令/数据读写功能；如图4所示，所述接入电子仪器扫描功能通过以下方法实现：程控指令测试模块8打开与默认资源管理器的会话通道，查询系统中所有与指定接口类型符合的设备资源，得到设备个数和设备地址描述字符串数组，根据设备地址描述字符串建立一个设备的会话通道，取出下一个设备的地址描述字符串，直到取出所有设备的地址描述字符串，建立会话通道过程结束。
如图5所示，本发明程控指令测试包括：接入的在线电子仪器的搜索和建立通讯会话，通过读取数据库中保存的VISA属性定义和VISA事件定义，对仪器进行属性读取与设置、仪器指令测试、仪器功能扩展和事件管理；完成功能后关闭会话通道，释放系统资源。
6)数据处理输出模块9：用于实现测量结果的运算、技术要求符合性判断与测量不确定度的计算和输出。
该模块包含测量结果的运算、技术要求符合性判断与测量不确定度的计算三部分。
测量结果的运算应用于两个测量位置，一是测量功能模块中测量结果的运算，二是多个测量标准对一个被测参数进行测量时测量结果的运算。测量结果的算法如图6所示，运算式输入，将运算式分解成变量数组和运算符数组，调用测量数据，将测量数据赋予变量数组，对数组进行运算，计算结束。
为了计算不确定度，必须规范测量结果的运算式定义，通过在数据库中设置测量结果运算式及测量结果与测量不确定度灵敏系数之间的关系，对于高级用户，还可以随时增加其内容以满足检定/校准的需要。
所述仪器接口模块10采用VISA I/O函数库完成仪器控制程序，实现自动检定/校准/测试与设备无关性。
所述平台通过局域网实现共享，可以连接用户计量管理数据库。
Claims (5)
1.一种电子仪器自动检定/校准/测试平台，其特征在于所述平台包括以下模块：
仪器接口模块：用于实现计算机和接入电子仪器的I/O通讯功能；
数据库管理模块：用于保存、维护接入电子仪器的相关信息，组织、管理自动检定/校准/测试过程用到的信息；
检定/校准/测试流程编辑模块：提供用户输入或修改检定/校准/测试流程内容的功能，为检定/校准/测试流程的执行做准备；
流程解释执行模块：用于根据所述检定/校准/测试流程记录的步骤，对接入电子仪器，包括测量标准仪器和被检定/校准仪器发送程控指令，控制测量标准仪器对被检定/校准仪器的输出信号进行测量，并对测量结果进行记录；
程控指令测试模块：提供接入电子仪器扫描功能和系统通讯路径管理、资源属性设置及读取、资源事件管理和仪器指令/数据读写功能；
数据处理输出模块：用于实现所述测量结果的运算、技术要求符合性判断与测量结果的不确定度的计算和输出；
所述仪器接口模块外接电子仪器，仪器接口模块将检测到的电子仪器信息传递给检定/校准/测试流程编辑模块、流程解释执行模块和程控指令测试模块并且接收返回信息，检定/校准/测试流程编辑模块、流程解释执行模块和程控指令测试模块的输出端和数据处理输出模块连接，对检定/校准/测试过程进行处理并将结果输出给数据处理输出模块，检定/校准/测试流程编辑模块、流程解释执行模块和程控指令测试模块和数据库管理模块连接，用于在检定/校准/测试过程中设置和调用数据库管理模块中的数据信息。
2.根据权利要求1所述的电子仪器自动检定/校准/测试平台，其特征在于所述仪器接口模块采用VISA I/O函数库实现对GPIB、RS232、TCP/IP和USB接口的兼容。
3.根据权利要求1所述的电子仪器自动检定/校准/测试平台，其特征在于所述数据库管理模块保存电子仪器资料、用户设定的检定/校准/测试流程、用户设定的测量功能和检定/校准方法的信息。
4.根据权利要求1所述的电子仪器自动检定/校准/测试平台，其特征在于所述接入电子仪器扫描功能为：程控指令测试模块打开与默认资源管理器的会话通道，查询系统中所有与指定接口类型符合的电子仪器设备资源，得到设备个数和设备地址描述字符串数组，根据设备地址描述字符串建立一个设备的会话通道，取出下一个设备的地址描述字符串，直到取出所有设备的地址描述字符串，建立所有连接设备的会话通道。
5.根据权利要求1所述的电子仪器自动检定/校准/测试平台，其特征在于所述平台通过局域网实现共享。
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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