多路数据采集器自动校准系统的设计与实现

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1、2012年10月第32卷第5期宇航计测技术JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementOct．，2012V01．32．No．5文章编号：1000—7202(2012)05—0045—04中图分类号：TP274．2文献标识码：A多路数据采集器自动校准系统的设计与实现许兴明刘国伟(北京无线电计量测试研究所，北京100039)摘要数据采集器被广泛应用于科研生产的各个领域。针对现有数据采集器无法完全实现自动化校准的问题，本文设计出一套基于多路程控开关的数据采集器自动校准系统，并对系统的硬件组成

2、、测试原理和系统软件进行了论述。该系统设计合理、性能可靠、便于扩展，具有较大的推广价值。关键词数据采集自动校准开关LabVIEWDesigningandImplementationofAutomaticCalibrationSystemforMulti．channelDataCollectorXUXing·-mingLIUGuo--wei(BeijingInstituteofRadioMetrologyandMeasurement，Beijing100039)AbstractDatacollectorhasbeenwidely

3、usedintheresearchandproductionfield．Accordingtothedefectsofautomaticcalibrationfordatacollector，thispaperdesignanewcalibrationsystembasedonprogrammablemulti—switch，andintroduce§thedesignofhardwareandprincipleoftest，andtestsystemsoftware．Thissystemisreasonableandreli

4、able．Itcanbeextendedeasilyandofgreatgeneralizevalue．KeywordsDatacollectorAutomaticcalibrationSwitchLabVIEW1引言随着科学技术的发展，数据采集技术被应用于航空航天科研生产的各个领域。数据采集器可以实现对温度、压力、位置、流量等不同参量的测量、处理、控制及管理，实现测、控、管的自动化与系统化。现有的数据采集器正朝着小型化、智能化方向发展，多带主机，可配置不同类型的数据采集卡，如安捷伦公司的34970A就是一种高性能的数据采集主

5、机，可配34901A，34902A等七种数据采集卡。数据采集器采集信号的实质是通过不同的传感器将相应的测量信号转为电信号，或者是直接实现对电信号的测量。因此数据采集器电压、电流等基本电信号指标的变化，反映了采集数据的准确性，因此必须定期校准。通常数据采集器的采集路数多达数十路，校准的参数范围也较宽，受开关限制，无法同时接入进行自动校准，多采用分散、拆卸式的手工作业，存在着操作时间长、计算繁杂等一系列问题，影响了科研生产任务的顺利进行。为此建立一套准确度高、操作简便、通用性好的数据采集器自动校准系统，对于确保数据采集器数据采集的

6、准确性，提高科研技术能力和保障能力，促进装备检定的现代化，都具有重要的意义¨J。·46·宇航计测技术2校准系统的硬件设计及实现现有的智能型数据采集器多内附五位半或六位半的数字多用表，工作时可以利用内附数字表配合各通道直接完成多路外界信号的数据采集，因此数据采集器的校准主要是对其内附数字表的交直流电压、交直流电流及电阻等基本电信号采样能力的校准。2．1系统组成及工作原理数据采集器校准系统主要由多功能校准器、程控开关、GPIB接口卡、GPIB线缆、系统软件组成。其中多功能校准器选用FLUKE公司的5720A及配套放大器5725A，

7、可提供高精度的交直流电压、电流及两线、四线电阻信号；程控开关采用基于I／O卡控制的44路自研开关；由于现在的多路数据采集器都配有GPIB接口和相应内置数字表，因此可以利用GPIB接口卡通过回读数字表的读数来实现对多路数据采集器的校准。整个校准系统的组成如图1所示。r⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯’图1数据采集器校准系统组成框图校准时将数据采集器的各个测试通道同时连接程控开关的输出端，并将多功能校准器的五个功能输出端连接多路程控开关的输入端。工作时通过控制校准源和程控开关的不同通道给数据采集器施加相应的信号。数据采集卡通过GPIB总线将数

8、据回读至计算机进行数据的处理，并生成报告。其中多路程控开关是系统控制转换的核心部分，程控开关可以进行不同校准功能和测试通道的自动切换，可以避免现有手动测试时存在的频繁拆卸的问题。2．2多路程控开关的设计现有的程控开关无论从采集通道数还是过电流能力上都无法满足校准系统测试的需要