基于多總線(xiàn)的自動(dòng)檢定／校準測試系統設計

隨著(zhù)測試和測量領(lǐng)域中計算機技術(shù)的不斷滲透，儀器系統中將更多地采用目前流行的總線(xiàn)類(lèi)型，如通用接口總線(xiàn)(GPIB)和串行接口總線(xiàn)，以及新近出現的以太網(wǎng)、USB和IEEE 1394等通信總線(xiàn)。電子儀器的數量和類(lèi)型正在日益增加，增強了計量檢測部門(mén)檢定／校準工作的難度與強度。需要建立能夠自動(dòng)檢定／校準電子儀器的測試系統，從而快速、準確地對電子儀器進(jìn)行檢定／校準。
自動(dòng)檢定／校準電子儀器的系統中將涉及到多種接口總線(xiàn)類(lèi)型的儀器，各種儀器的供應商也不同。目前各大電子儀器制造公司已推出了一些具有代表性的自動(dòng)檢定／校準軟件系統產(chǎn)品。但存在一些不足：(1)必須使用特定型號的GPIB接口卡作為計算機和儀器之間的互連接口設備；(2)有些軟件是針對使用特定公司的電子測量?jì)x器作為標準儀器而設計的檢定／校準系統，存在通用性問(wèn)題。這些原因使自動(dòng)檢定／校準系統的應用受到限制。為此，解決多種接口總線(xiàn)類(lèi)型的儀器與計算機之間的直接通信，使檢定／校準測試系統軟件具有通用性，構建基于多總線(xiàn)的自動(dòng)檢定／校準測試系統是能夠滿(mǎn)足計量部門(mén)電子儀器自動(dòng)檢定／校準的解決方案。

1 自動(dòng)檢定／校準測試系統設計方案
1．1 系統硬件組成
自動(dòng)檢定／校準測試系統的硬件平臺由控制計算機、可程控的被檢儀器、標準儀器和連接這些設備的互連總線(xiàn)組成。典型的系統硬件組成，如圖1所示。以示波器的檢定／校準為例，其中，控制計算機選擇帶有GPIB，RS232，VXI，USB，LXI接口的微型計算機。示波器為系統中的被檢儀器，用于測量標準儀器輸出的信號。系統中的標準源儀器輸出標準信號。所有這些儀器必須是帶有互連接口的可程控儀器。

組建檢定／校準系統時(shí)，根據儀器的不同接口類(lèi)型選擇儀器與控制計算機的連接方式?？梢酝ㄟ^(guò)接口卡直接與計算機相連，或者使用橋接器、接口轉換器連接儀器。配備有USB接口的儀器，可以方便的連接在計算機的USB接口上。LXI接口儀器可以連接在與控制計算機相連的交換機上，也可以將其他接口儀器通過(guò)轉換器轉化為L(cháng)AN接口后連接至LAN集線(xiàn)器或交換機上。靈活的硬件連接方式，便于快速組建檢定／校準系統。
1．2 系統互連總線(xiàn)
過(guò)去20多年間，自動(dòng)化儀器系統中已廣泛使用IEEE 488和通用接口總線(xiàn)GPIB。近年來(lái)，電腦配備均提供以太網(wǎng)絡(luò )、USB(通用序列總線(xiàn))等接口。這些新的總線(xiàn)具有多項優(yōu)良特性：易于使用(USB)、連結(以太網(wǎng)絡(luò ))。GPIB是專(zhuān)為儀器控制應用而設計的，擁有更強的功能與廣泛的使用者基礎，GPIB在未來(lái)的許多年仍會(huì )繼續存在。因為沒(méi)有一種總線(xiàn)技術(shù)能夠在儀器控制工業(yè)中位居于主導地位，制造廠(chǎng)商對于總線(xiàn)的集成速度緩慢?，F今僅有數個(gè)儀器制造廠(chǎng)商在所制造的儀器中內建USB或以太網(wǎng)絡(luò )選擇界面。隨著(zhù)PC技術(shù)的發(fā)展，將有更多新的總線(xiàn)可以應用于儀器控制?？紤]到PC技術(shù)的迅猛發(fā)展，而測試測量?jì)x器的生命周期相對較長(cháng)，計量部門(mén)所組建的檢定／校準／測試系統，需要兼容多廠(chǎng)商多總線(xiàn)類(lèi)型的儀器。
研究了在可程控測量?jì)x器中廣泛使用的測量?jì)x器總線(xiàn)，并根據各種接口在儀器控制領(lǐng)域的應用情況，文中主要采用GPIB，RS232，VXI，USB，LXI總線(xiàn)作為自動(dòng)檢定／校準測試系統的互連總線(xiàn)。