仪器校准

如何自动生成数字万用表仪器校准证书

作者:calibration    来源:未知    发布时间:2018-09-25 14:34    浏览量:
笔者基 于 虚 拟 仪 器 技 术,应 用 NI 公 司的LabVIEW 图形化编程软 件,结 合 应 用 MicrosoftExcel 进行仪器校准证书模板设计,研究仪器仪表的自动检测控制流程与方法,进而研究数字万用表校准证书自动生成方法与途径。经过实际使用表明,自动生成的校准证书数据正确,格式规范,满足数字万用表计量校准需要。
 
  • 校准系统组成
校准证书自动生成首先需要研制自动化的万用表校准系统。它由标准源、接口卡、计算机和数字万用表校准软件等组成 , 如图1 所示数字万用表检定 / 校准采用标准源法,即用标准源直接输出标准信号加到被检仪表的输入端,从被检仪表读取测量数据并进行处理,实现其检定 /校准。本系统选用的多功能校准源为 Fluke5522A,它和被检测数字万用表通过 GPIB 转接电缆与计算机相连,计算机通过测试校准软件实现对校准源及被检仪表的程控、校准。
 
  • 检定证书生成控制如图1 所示,利用计算机上的测试校准软件对多功能校准源 Fluke5522A 和被检测数字万用表进行控制,采集、处理数据。测试校准软件包括初始化、测量流程控制、数据处理、生成校准证书等程序模块。
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1. 检测数据采集
数字万用表测量参数为电学参数的电阻,交流、交直流电压,电流。需要计算系统测量误差和不确定度指标。检定 / 校准时,运行初始化程序,设置数字万用表型号,录入被校数字万用表的机号,作为生成原始数据和原始记录文件的文件名,设置测量参数量程,将这些初始参数放入对应型号数字万用表的测量数据库。测量数据库是根据测量程序需要,包括各种型号的数字万用表基本指标参数、环境参数等建立的测量数据库。每一个型号数字万用表在测量数据库中设计两种表:测量程序表和测量项表。测量流程控制程序首先根据初始化设置,打开对应型号数字万用表的数据库,从中读取标准信号源和被校准数字万用表的程控操作指令及其他参数,读取数字万用表对标准信号源的测量数据,数据处理程序对采集的校准数据进行处理、显示和存储。一个测试点完成之后,继续重复上述过程,进行下一个数据点的测量,直到数据库中全部记录读完,完成测量为止。
 
2.生成校准证书
要先在 Excel电子表格中设计校准证书模板,格式要与对应的数字万用表校准证书一致。数字万用表自动检定校准系统将测量获得的数据保存和显示在Excel 表格中。利用 ActiveX 技术,实现用LabVIEW 生成的数字万用表校准数据对 Excel电子表格设置的校准证书模板通信操作,进而实现校准证书自动化生成。数据处理程序通过 ActiveX 对 Excel电子表格中校准证书模板进行操作,直到程序执行完毕,形成校准证书,并以文件形式存储在指定文件夹中,可以通过文本方式进行操作,打印成数字万用表检定证书。
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三、 程序设计
测试校准程序设计,采用 LabVIEW 作为软件开发平台,模块化编程。从系统初始化、标准仪器的程控操作、被检查数字万用表校准数据采集、生成校准证书等方面规划应用程序设计。
 
  1. 设计思路
考虑到所有数字万用表的检定 / 校准都是按相关规范和规程进行的,其检定 / 校准方法以及流程相同,因此在软件设计时,将相同部分和不同部分分开设计,即测量流程控制程序和具体型号数字万用表的测试方法分开设计。测量流程控制程序是一个通用软件,对各种型号数字万用表都适用,程序内部不涉及具体的测量方法,只提供简单方便的操作界面和通用的检定 / 校准流程。在数字万用表检定 / 校准时,测量流程控制程序打开对应型号数字万用表的校准检测方法数据库,从数据库中提取对应的校准检测方法,根据获得的方法进行测量。测量原始数据经过数据处理程序处理后,由生成校准证书程序存储于预先设计好格式的 Excel 电子表格文件中,自动生成对应数字万用表的校准证书。
 
2. 软件流程框图软件流程框图如图 2 所示。
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  • 自动生成校准证书实例
标准源采用多功能校准源 Fluke5522A,被校数 字 多 用 表 为34401A,自动化校准应用程序,如图1所示连接各校准仪器。校准检 测34401A 仪表对电阻、交直流电压、电流,计 算 测量误差和不确定度。校准证书的部分结果如表 1 所示。结果表明,自动生成的 34401A 数字万用表校准证书满足仪器计量要求,格式规范,数据检测、处理结果正确。五、 结束语该软件通过建立测量数据库的方法,添加新型号的数字万用表,即在处理数据库中增加新添加型号的数字万用表测量程序表和测量项目表,扩展软件的应用范围,目前该软件已用于多种型号数字万用表计量,使数字万用表的校准更加科学规范。

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