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基于通用仪器的自动测试校准技术研究

发布时间:2019-01-29 05:08
【摘要】:在工业、农业及国防各个领域,为了使电气设备正常工作,需要定期的进行测试校准,传统的手工测试及校准方式存在着效率低,可重复性差等问题,而专用的测试校准设备开发费用高,可重构性低。随着通用仪器技术的飞速发展,研究基于通用仪器的自动测试校准技术,提出一种具有高通用性和可实用性的系统开发方案具有重要意义。本文主要研究内容如下:首先,在模块化自动测试技术的基础上,基于对程控仪器控制方式的研究,提出一种基于通用仪器和图形化编程工具的自动化测试和校准系统建模方案和实现机制,结合分层构建测试系统的操作软件的总体设计思想,提出了系统结构方案和软件开发框架。并针对系统中程控设备的缺位问题,提出了一种非程控仪器的信息采集和控制调节的方法。其次,规划基于通用仪器的自动控制校准系统的硬件整体架构,并对各部分硬件进行了分析设计,并对仪器设备的接口的工作方式进行了设计分析,提出一种通用接口总线控制器和底层驱动实现的完整接口设计方案。然后,以2311国防计量站的电源测试系统为背景,结合需求分析,提出一种系统软件总体架构,设计了具体操作界面和程序内部的数据流结构。同时,以VISA和IVI两种不同方式实现了仪器设备的驱动控制和资源管理,且为了充分发挥虚拟仪器即插即用的特点,针对构建系统所用的数字万用表、电子负载器、数字示波器等可程控仪器,基于SCPI语言开发了在自动测试和校准系统内的驱动方式。完整地开发了一套自动化测试和校准系统软件,总结并提出了几种软件及其他辅助功能设计的快捷方法。最后,利用上述研究的系统组建方法和软件开发方式,构建了系统测试平台,以线性电源GPS3030D为被测电源,比较了自动检定系统和手动检定的结果,并对校准项中的不确定度评定进行了研究。通过简明的评估分析提出一种采用精密直流激励校准系统的方法,对系统进行了校准实验,提高了测试精度,表明了系统的实用价值。
[Abstract]:In the fields of industry, agriculture and national defense, in order to make electrical equipment work properly, it is necessary to test and calibrate regularly. The traditional manual testing and calibration methods have some problems, such as low efficiency, poor repeatability and so on. The development cost of special test and calibration equipment is high and the reconfiguration is low. With the rapid development of the universal instrument technology, it is of great significance to study the automatic test and calibration technology based on the universal instrument, and to propose a system development scheme with high versatility and practicability. The main contents of this paper are as follows: firstly, on the basis of modular automatic test technology, based on the research of the control mode of program-controlled instruments, This paper presents a modeling scheme and implementation mechanism of automated test and calibration system based on general instrument and graphical programming tool. The system structure and software development framework are presented. Aiming at the lack of program control equipment in the system, a method of information collection and control adjustment of non-program control instrument is proposed. Secondly, the hardware architecture of the automatic control and calibration system based on universal instrument is planned, and the hardware of each part is analyzed and the working mode of the interface of the instrument is designed and analyzed. This paper presents a complete interface design scheme for general interface bus controller and bottom driver. Then, based on the power test system of 2311 national defense metering station, combined with the requirement analysis, a system software architecture is proposed, and the operation interface and the data flow structure inside the program are designed. At the same time, the driver control and resource management of instrument equipment are realized by VISA and IVI. In order to give full play to the characteristics of virtual instrument plug and play, the digital multimeter and electronic load device used in the system are constructed. Digital oscilloscope and other programmable instruments are developed based on SCPI language in the automatic test and calibration system. A set of automatic test and calibration system software is developed, and several quick methods of software and other auxiliary function design are summarized and put forward. Finally, the system test platform is constructed by using the method of system construction and software development, and the results of automatic verification system and manual verification are compared with linear power supply GPS3030D. The evaluation of uncertainty in calibration term is also studied. Through simple evaluation and analysis, a method of using precision DC excitation calibration system is put forward. The calibration experiment of the system is carried out, and the precision of the system is improved, which shows the practical value of the system.
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB971

【参考文献】

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本文编号:2417675

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