基于多总线的自动检定校准测试系统设计

随着测试和测量领域中计算机技术的不断渗透，仪器系统中将更多地采用目前流行的总线类型，如通用接口总线(GPIB)和串行接口总线，以及新近出现的以太网、USB和IEEE 1394等通信总线。电子仪器的数量和类型正在日益增加，增强了计量检测部门检定／校准工作的难度与强度。需要建立能够自动检定／校准电子仪器的测试系统，从而快速、准确地对电子仪器进行检定／校准。 自动检定／校准电子仪器的系统中将涉及到多种接口总线类型的仪器，各种仪器的供应商也不同。目前各大电子仪器制造公司已推出了一些具有代表性的自动检定／校准软件系统产品。但存在一些不足：(1)必须使用特定型号的GPIB接口卡作为计算机和仪器之间的互连接口设备；(2)有些软件是针对使用特定公司的电子测量仪器作为标准仪器而设计的检定／校准系统，存在通用性问题。这些原因使自动检定／校准系统的应用受到限制。为此，解决多种接口总线类型的仪器与计算机之间的直接通信，使检定／校准测试系统软件具有通用性，构建基于多总线的自动检定／校准测试系统是能够满足计量部门电子仪器自动检定／校准的解决方案。

本文引用地址： 自动检定／校准测试系统设计方案1．1 系统硬件组成 自动检定／校准测试系统的硬件平台由控制计算机、可程控的被检仪器、标准仪器和连接这些设备的互连总线组成。典型的系统硬件组成，如图1所示。以示波器的检定／校准为例，其中，控制计算机选择带有GPIB，RS232，VXI，USB，LXI接口的微型计算机。示波器为系统中的被检仪器，用于测量标准仪器输出的信号。系统中的标准源仪器输出标准信号。所有这些仪器必须是带有互连接口的可程控仪器。

组建检定／校准系统时，根据仪器的不同接口类型选择仪器与控制计算机的连接方式。可以通过接口卡直接与计算机相连，或者使用桥接器、接口转换器连接仪器。配备有USB接口的仪器，可以方便的连接在计算机的USB接口上。LXI接口仪器可以连接在与控制计算机相连的交换机上，也可以将其他接口仪器通过转换器转化为LAN接口后连接至LAN集线器或交换机上。灵活的硬件连接方式，便于快速组建检定／校准系统。1．2 系统互连总线 过去20多年间，自动化仪器系统中已广泛使用IEEE 488和通用接口总线GPIB。近年来，电脑配备均提供以太网络、USB(通用序列总线)等接口。这些新的总线具有多项优良特性：易于使用(USB)、连结(以太网络)。GPIB是专为仪器控制应用而设计的，拥有更强的功能与广泛的使用者基础，GPIB在未来的许多年仍会继续存在。因为没有一种总线技术能够在仪器控制工业中位居于主导地位，制造厂商对于总线的集成速度缓慢。现今仅有数个仪器制造厂商在所制造的仪器中内建USB或以太网络选择界面。随着PC技术的发展，将有更多新的总线可以应用于仪器控制。考虑到PC技术的迅猛发展，而测试测量仪器的生命周期相对较长，计量部门所组建的检定／校准／测试系统，需要兼容多厂商多总线类型的仪器。 研究了在可程控测量仪器中广泛使用的测量仪器总线，并根据各种接口在仪器控制领域的应用情况，文中主要采用GPIB，RS232，VXI，USB，LXI总线作为自动检定／校准测试系统的互连总线。

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