利用34970A在LabVIEW中實(shí)現多路電阻自動(dòng)測量

0 引 言

對于多路信號的測量，例如在某實(shí)驗中需要反復對多路電阻進(jìn)行測量，一般采用直接測量法人工操作進(jìn)行，雖然這種方法很成熟，但所用的配套設備較多，測量數據手工紀錄、人工計算，操作繁瑣、效率極低，事后的數據處理及出具測量報告既費時(shí)又費力，易出現人為因素造成的錯判、漏判等，難以保證測量質(zhì)量，影響了科研、實(shí)驗生產(chǎn)任務(wù)的順利進(jìn)行。在計算機技術(shù)與測量技術(shù)高速發(fā)展的今天，測試自動(dòng)化已成必然趨勢，隨著(zhù)虛擬儀器技術(shù)的日趨成熟，這種基于計算機的測量系統可以讓開(kāi)發(fā)者自行定義儀器功能，顯示了易操作性和靈活性的特點(diǎn)?；谏鲜鲈?，我們利用Agilent公司的34970A，并通過(guò)GPIB總線(xiàn)連接到計算機，在Lab-VIEW 8.5軟件平臺下，開(kāi)發(fā)了多路電阻自動(dòng)測量系統，該系統可靠、高效。

1 系統結構

Agilent 34970A是一種高性能、低價(jià)位的數據采集、開(kāi)關(guān)、半機架寬主機，適應于數據記錄、數據采集和一般的開(kāi)關(guān)與控制應用，內部有6 1／2位(22比特)的數字電壓表，可完成熱電偶、RTD、直流／交流電壓和電流、電阻、頻率和周期等測量功能，它是集測量等多種功能于一體的測量?jì)x器，其儀器后面板有3個(gè)插槽和8個(gè)插入式模塊，同時(shí)提供了LabVIEW軟件驅動(dòng)程序，因而可以非常容易地將34970A應用到自動(dòng)測量系統中，它的標準的RS232、GPIB接口和SCPI編程語(yǔ)言使用戶(hù)使用更加方便，可根據測量要求配置不同的測量模式，當配置了Agilent 34901A 20路銜鐵式多路復用器時(shí)，34970A便成為緊湊的、低價(jià)位的數據采集器。本系統以34970A作為測量?jì)x器，通過(guò)Agilent34901模塊連接被測多路電阻，采用LabVIEW8.5作測量系統軟件開(kāi)發(fā)平臺，通過(guò)GPIB總線(xiàn)接口與34970A相連，其系統連接框圖如圖1所示。

2軟件實(shí)現

圖2是在LabVIEW 8.5開(kāi)發(fā)環(huán)境中設計的多路電阻自動(dòng)測量程序前面板，圖2的人機交互界面中從34970A地址選擇下拉框中選擇"GPIB0：：9：：INSTR"，并在"測量通道選擇"中選擇需要測量的通道，按"開(kāi)始"程序就可以運行，其"電阻測量值"、"測量時(shí)間"、"通道號"將在"測量結果顯示"中顯示出來(lái)。圖2所示界面中是選擇通道1和通道2進(jìn)行電阻測量的情況，在該界面中通道1到通道20中的通道可以根據需要任意選擇。

圖3程序中首先將"測量通道選擇"簇通過(guò)"通道選擇．Ⅵ"，根據SCPI語(yǔ)法將其變?yōu)?quot;101，102，…120"，例如選擇通道1和通道2時(shí)應為"101，102"，其它依此類(lèi)推，由于篇幅問(wèn)題在這里不在給出"通道選擇．VI"程序。根據在圖2中選擇的通道程序分2種運行情況：(1)當沒(méi)有通道選擇時(shí)，"測量通道選擇"簇通過(guò)"通道選擇．VI"、"String Length．VI"和"不等于0?．VI"此時(shí)等于零，第一個(gè)"條件結構"為假，程序只是傳遞類(lèi)的VISA會(huì )話(huà)句柄instr，經(jīng)"空字符串／路徑?．VI"和"非．Ⅵ"后，此時(shí)邏輯關(guān)系為假，第二個(gè)"條件結構"為假，程序只是傳遞類(lèi)的VISA會(huì )話(huà)句柄instr，然后執行"Close．VI"，其實(shí)質(zhì)是先執行"Initialize．VI"而后執行"Close．VI''，相當于什么也沒(méi)有作，這樣設計的好處在于，如果沒(méi)有通道選擇時(shí)運行，不至于程序執行不正常。(2)當選擇了通道時(shí)，"測量通道選擇"簇通過(guò)"通道選擇．VI"、"String Length．VI"和"不等于0?.VI"此時(shí)不等于零，第一個(gè)"條件結構"為真，程序先執行"Initialize．Ⅵ"后，執行"Conf Resistance．vi"(設置儀器為電阻測量功能)，經(jīng)"空字符串／路徑?.VI"和"非.VI"后，此時(shí)邏輯關(guān)系為真，第二個(gè)"條件結構"為真，程序執行"Conf ScanList.vi"(設置和檢查掃描列表)，"Conf Scan.vi"(對設置和檢查選擇的通道掃描)，"Conf Trigger.vi"(設置觸發(fā))，"Standard Event Status.vi"(設置和檢查事件積存器)，"Read.vi"(從儀器輸出緩存器中讀取數據)，"結果整理.VI"，"數組插入.VI''將測量結果顯示在"測量結果顯示"表格中。

在圖3中從"Read.vi"(從儀器輸出緩存器中讀取數據)得到的數據格式為"+4.88548460E+01 OHM，2008，02，09，08，49，38．989，101+1.00150550E+02 OHM，2008，02，09，08，49，38.916，102"，這種數據格式讓人費解，根據數據規律，所以圖3程序利用"創(chuàng )建數組.vi"、"匹配模式.vi"、"連接字符串.vi"將數據變換為"+4.88548460E+01 OHM，2008年02月09日08時(shí)49分38.989秒，101"，以便于填表顯示數據。

3結 論

通過(guò)以上分析可知，采用以34970A作為測量?jì)x器主機，并在儀器后面板內插入Agilent 34901模塊組成的多路電阻自動(dòng)測量系統，很好的解決了人工操作過(guò)程繁瑣，難免引入人工讀數等因素造成的偏差及難以保證測量質(zhì)量的問(wèn)題，從圖2多路電阻自動(dòng)測量程序前面板測量結果來(lái)看，系統滿(mǎn)足設計要求，同時(shí)系統具有良好的人機交互界面、人性化設計，完全滿(mǎn)足某實(shí)驗中對多路電阻自動(dòng)測量要求。