CN202582586U

CN202582586U - 信号采集仪在线校准系统

Info

Publication number: CN202582586U
Application number: CN 201220135500
Authority: CN
Inventors: 杨慧玉; 任兵; 刘学明; 张平; 合烨; 秦毅
Original assignee: Chongqing Jianshe Motorcycle Co Ltd
Current assignee: Chongqing Jianshe Industry Group Co Ltd; Chongqing Jianshe Motorcycle Co Ltd
Priority date: 2012-03-31
Filing date: 2012-03-31
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2022-03-31

Abstract

本实用新型公开了一种信号采集仪在线校准系统，包括机箱以及设置于机箱内的分别与信号发生器和高速数字化仪连接的嵌入式控制器，该嵌入式控制器用于控制信号发生器产生检定过程中所需要的信号、高速数字化仪实时采集标准信号的参数；对被检定仪器进行实时控制与数据通讯；根据检定项目的要求对高速数字化仪采集的数据和被检仪器通讯的数据进行计算与分析，生成规范报表；本实用新型采用基于LabVIEW设计与开发的信号采集仪在线校准系统，采用基于PXI总线的硬件设备来取代传统的仪器；该系统装置体积小，性能好，携带方便，适合工程应用。在虚拟仪器开发平台LabVIEW中通过自动检定，减少了手工操作和人为读数引起的误差。

Description

信号采集仪在线校准系统

技术领域

本实用新型涉及一种测量仪表校准装置，特别涉及一种信号采集仪在线自动校准系统。

背景技术

为了使工业生产过程的可靠、安全的运行，根据工业的有关检定规程与国家计量法的要求，需对生产过程中所用的测试仪表进行定期的检定、校准。同时各种测试仪表在生产中为了保证其符合要求，也必须对其进行标定和检验，使其符合产品标准的要求。

目前对仪表进行检定，一般采用人工的方式，采用信号仪表人工对仪表进行检测，这样费时又费力，并且出错率高，检定的数据报表又要人工完成，检定结果受人为的影响大，效率极低；按照传统的检定方法，需要配置正弦信号发生器，频率计，数字电压表和白噪声信号发生器等多台仪器，这些仪器的携带和现场检测的连接准备都不是很方便。还有对于功能单一的仪表生产往往出货量比较大，大都是采用大规模生产，以提高生产效率、降低生产成本，而这个仪表的标定、检定往往成为大规模生产的瓶颈。

因此急需一种数字信号采集仪自动在线校准系统。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是，怎样提供一种信号采集仪自动在线校准系统，以此减少手工操作和人为读数引起的误差。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型提供的信号采集仪在线校准系统，包括嵌入式控制器、信号发生器和高速数字化仪；所述嵌入式控制器分别与信号发生器和高速数字化仪连接。

其中，所述嵌入式控制器，自身属于现有技术，用于控制信号发生器产生检定过程中所需要的信号；控制高速数字化仪实时采集标准信号的参数；对被检定仪器进行实时控制与数据通讯；根据检定项目的要求对高速数字化仪采集的数据和被检仪器通讯的数据进行计算与分析，生成规范报表；

所述信号发生器，自身属于现有技术，用于配合嵌入式控制器产生检定项目所需的标准信号的任务，根据检定项目的要求自动改变信号参数，并将标准信号实时输出至被检仪器和高速数字化仪；

所述高速数字化仪，自身属于现有技术，用于配合嵌入式控制器完成检定所需的数据采集，实现对信号发生器参数的测量。

进一步，所述标准信号是通过信号分线装置多路同步地实现将标准信号实时输出至被检仪器和高速数字化仪。

进一步，所述信号发生器参数的测量包括信号发生器的频率、幅度和动态范围参数的测量。

进一步，还包括机箱，所述机箱设置有PXI总线，所述嵌入式控制器、信号发生器和高速数字化仪通过PXI总线通讯连接，所述嵌入式控制器、信号发生器、高速数字化仪设置于机箱内。

进一步，还包括打印机；所述打印机与嵌入式控制器连接；所述打印机用于配合嵌入式控制器完成打印任务及规范报表的生成。

进一步，所述嵌入式控制器还设置有与被检定仪器连接的控制与通讯接口。

进一步，所述信号发生器设置有高精度模拟输出装置，所述高精度模拟输出装置配合嵌入式控制器产生检定项目所需的信号。

本实用新型的优点在于：本实用新型采用基于LabVIEW设计与开发的信号采集仪在线校准系统，采用NI公司的基于PXI总线的硬件设备来取代传统的仪器（正弦信号发生器，频率计，数字电压表和白噪声信号发生器等多台仪器）；采用嵌入式控制器PXIe-8108和机箱PXIe-1082结合的方式，作为虚拟仪器的硬件平台的基础，NI公司的嵌入式控制器和机箱体积小，性能好，携带方便，适合工程应用。采用标准信号产生模块PXI4461来取代信号发生器，实现更新模拟输出通道输出标准信号至被检仪器，通过信号分线装置，实现多路实同步信号输出，用于仪器多通道的功能指标检定。

高速数字化仪采用PXI-5122数字化仪来进行高速动态信号校准处理，取代电压表和频率计的功能，实现可对本装置的信号发生器的频率、幅度、动态范围等参数的测量。

嵌入式控制器可以按照检定规程的要求，控制信号发生器，高速数字化仪和被检仪器，读取检定项目所需的数据，完成检定结果的计算与输出，以此减少了手工操作和人为读数引起的误差。

本实用新型的其它优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其它优点可以通过下面的机体实施方式以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：

图1为本实用新型实施例提供的校准系统的结构图；

图2为本实用新型实施例提供的校准系统的主程序流程图；

图3为本实用新型实施例提供的检定项目子程序流程图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。

图1为本实用新型实施例提供的校准系统的结构图，如图所示：本实用新型提供的信号采集仪在线校准系统，包括嵌入式控制器、信号发生器、高速数字化仪、机箱和打印机；所述嵌入式控制器分别与信号发生器和高速数字化仪连接；

所述嵌入式控制器，用于控制信号发生器产生检定过程中所需要的信号；控制高速数字化仪实时采集标准信号的参数；对被检定仪器进行实时控制与数据通讯；根据检定项目的要求对高速数字化仪采集的数据和被检仪器通讯的数据进行计算与分析，生成规范报表；

所述信号发生器，用于配合嵌入式控制器产生检定项目所需的标准信号的任务，根据检定项目的要求自动改变信号参数，并将标准信号实时输出至被检仪器和高速数字化仪；

所述高速数字化仪，用于配合嵌入式控制器完成检定所需的数据采集，实现对信号发生器参数的测量。

所述标准信号是通过信号分线装置多路同步地实现将标准信号实时输出至被检仪器和高速数字化仪。

所述信号发生器参数的测量包括信号发生器的频率、幅度和动态范围参数的测量。

所述机箱设置有PXI总线，所述嵌入式控制器、信号发生器和高速数字化仪通过PXI总线通讯连接，所述嵌入式控制器、信号发生器、高速数字化仪设置于机箱内。

所述打印机与嵌入式控制器连接；所述打印机用于配合嵌入式控制器完成打印任务及规范报表的生成。

所述嵌入式控制器还设置有与被检定仪器连接的控制与通讯接口。

所述信号发生器设置有高精度模拟输出装置，所述高精度模拟输出装置配合嵌入式控制器产生检定项目所需的信号。

检定项目的要求是根据国家计量检定规程JJG 834-2006和JJF 1048-1995 数据采集系统校准规范，用于完成检定项目结果的计算；检定项目包括最高采样速率、采集线性度、采集误差限、频率示值及分辨率误差、频谱幅值示值误差、动态范围、通道一致性、功率谱密度示值误差、自相关函数幅值示值、幅值线性度、概率密度曲线等。

本实用新型提供的校准系统是在美国国家仪器公司（National Instrument）的虚拟仪器开发平台LabVIEW环境中开发的。在校准系统的开发中，采用主界面和子界面独立设计，完成仪器检定。所述嵌入式控制器采用PXIe-8108控制器，所述信号发生器采用标准信号产生模块PXI4461，所述高速数字化仪采用PXI-5122数字化仪，所述机箱采用机箱PXIe-1082。

高速数字化仪用于采集数据，信号发生器用于发生信号给被检仪器和高速数字化仪。嵌入式控制器为控制处理部分，用于控制信号发生器发出信号，控制高速数字化仪采集信号，控制被检仪器，并且读取被检测仪器中的数据，控制打印机打印；因此嵌入式控制器设置有信号发生控制模块，数据采集控制模块，被检仪器控制与通讯模块，检定项目算法库，报表生成模块。

对于不支持控制的信号采集仪，只能实现手动检定；在手动检定的过程中，需要根据检定项目的要求，在检定系统中输入人工读取的参数值；需要说明，即便是手动检定，也会较传统的检定方法有优势，因为在本检定系统的手动检定实现过程中，仅需对被检仪器进行读数和控制操作，无需控制信号发生器和高速数字化仪。信号发生器和高速数字化仪由嵌入式控制器根据项目的需求进行控制。而在自动检定的过程中，嵌入式控制器除了根据项目需要对信号发生器和高速数字化仪进行控制外，还可以通过调用仪器驱动来对被检仪器进行控制，从而完成全自动检定。嵌入式控制器调用驱动的方式基本分为两大类，一类是NI公司本身支持的仪器驱动，可以在直接通过NI提供的驱动进行控制和通讯；另一类是NI公司不支持的仪器驱动，可以通过调用该仪器的DLL驱动或其他语言代码来实现控制。

图2为本实用新型实施例提供的校准系统的主程序流程图；图3为本实用新型实施例提供的检定项目子程序流程图；如图所示，具体实施时，可以是采用动态调用子程序方法来实现自动在线校准过程，在嵌入式控制器中通过以下步骤来实现数字采集仪在线校准方法：

S1：系统初始化；

S2-A：如果仪器支持控制，且有相应的驱动，选择自动检定；

S2-B：如果仪器不支持控制，选择手动检定；

S3-A：自动检定调取仪器的驱动，对仪器进行控制；

S3-B：手动检定需要对仪器进行手动操作；

S4-A：自动检定选定检定项目；

S4-B：手动检定选定检定项目；

S5-A: 自动检定在检定过程中自动读取数值；

S5-B: 手动检定在检定过程中需要手动输入读值；

S6：完成检定项目；

S7：生成报表。

所述检定项目包括以下步骤：

S61：子程序初始化；

S62：子系统自检，如果子系统通过自检，则进入下一步，如果子系统没有通过自检，则进入步骤S6退出程序；

S63：信号产生信号标准；

S64：采集数据采集结束；

S65：计算结果重复检定；

S66：退出。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型的技术方案及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1. 信号采集仪在线校准系统，其特征在于：包括嵌入式控制器、信号发生器和高速数字化仪；所述嵌入式控制器分别与信号发生器和高速数字化仪连接。

2.根据权利要求1所述的信号采集仪在线校准系统，其特征在于：还包括机箱，所述机箱设置有PXI总线，所述嵌入式控制器、信号发生器和高速数字化仪通过PXI总线通讯连接，所述嵌入式控制器、信号发生器、高速数字化仪设置于机箱内。

3.根据权利要求2所述的信号采集仪在线校准系统，其特征在于：还包括打印机；所述打印机与嵌入式控制器连接。

4.根据权利要求3所述的信号采集仪在线校准系统，其特征在于：所述嵌入式控制器还设置有与被检定仪器连接的控制与通讯接口。

5.根据权利要求4所述的信号采集仪在线校准系统，其特征在于：所述信号发生器设置有高精度模拟输出装置，所述高精度模拟输出装置配合嵌入式控制器产生检定项目所需的信号。