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PXI產(chǎn)品在多功能校準(zhǔn)儀中的應(yīng)用
2012-12-25
PXI技術(shù)是Compact PCI與儀器、儀表技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，隨著PXI 2.0規(guī)范的制定和發(fā)布，PXI產(chǎn)品越來(lái)越成熟，市場(chǎng)上可供選擇的模塊也越來(lái)越多，與傳統(tǒng)儀器相比， PXI產(chǎn)品具有性能和體積上的優(yōu)勢(shì)，因此非常適合在強(qiáng)調(diào)移動(dòng)的測(cè)量和修理場(chǎng)合中采用（如：應(yīng)用在軍事檢測(cè)和修理領(lǐng)域中），本文以多功能校準(zhǔn)儀的開(kāi)發(fā)過(guò)程為例，簡(jiǎn)單介紹了PXI系統(tǒng)相關(guān)的軟硬件構(gòu)成和應(yīng)用。
另外，在多功能校準(zhǔn)儀的組件中除了系統(tǒng)必備的機(jī)箱和控制模塊外，根據(jù)軍事檢測(cè)和修理的需要，我們還采購(gòu)了寬范圍的交流/直流電源模塊，以適應(yīng)野外或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試條件下惡劣的環(huán)境。
系統(tǒng)編程采用了NI公司的LabVIEW軟件，與VB、VC相比，圖形化編程工具LabVIEW，更適合用來(lái)開(kāi)發(fā)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，這是因?yàn)镹I作為PXI規(guī)范的發(fā)起人，對(duì)規(guī)范的理解和支持相對(duì)做的更好一些，通過(guò)VISA和最新的IVI驅(qū)動(dòng)技術(shù)，其它公司的PXI/CPCI產(chǎn)品在LabVIEW中也能得到比較好的支持（在for LabVIEW的驅(qū)動(dòng)程序上，凌華以開(kāi)發(fā)包的形式提供了較完善的硬件驅(qū)動(dòng)），那些熟悉VB、VC的程序員還可以通過(guò)DLL調(diào)用等方式，直接在LabVIEW中控制硬件，這些優(yōu)勢(shì)對(duì)于需要在短時(shí)間構(gòu)建一個(gè)綜合測(cè)試系統(tǒng)的用戶來(lái)說(shuō)是非常有吸引力的。下圖是用LabVIEW開(kāi)發(fā)的多功能校準(zhǔn)儀的綜合測(cè)試軟件
1、常數(shù)校準(zhǔn)方式
一些PXI板卡交付前，在工廠中的標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行了校準(zhǔn)（如凌華的TE6100數(shù)字示波器模塊），用來(lái)修正誤差的校準(zhǔn)常數(shù)被存儲(chǔ)在板載非易失性存儲(chǔ)器中（EEPROM），通過(guò)裝載校準(zhǔn)常數(shù)就能恢復(fù)離廠前的狀態(tài)。PXI板卡的EEPROM中除了包含工廠校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的永久存儲(chǔ)區(qū)域外，還有一塊供用戶使用的可修改的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)區(qū)域，這個(gè)區(qū)域內(nèi)用來(lái)保存工廠校準(zhǔn)的原始數(shù)據(jù)或用戶自己的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。常數(shù)校準(zhǔn)的精度并不高，因?yàn)樗](méi)有考慮到時(shí)間推移和溫度變化對(duì)模塊測(cè)量和輸出功能的影響。
2、自校準(zhǔn)方式
為了減少由于偏置和增益漂移帶來(lái)的測(cè)量誤差，一些PXI模塊提供了'自校準(zhǔn)'功能，其工作原理是：通過(guò)模塊自身的高精度板載基準(zhǔn)，在校準(zhǔn)軟件的控制下，測(cè)試和修正所有的誤差（如NI公司的PXI6704模擬輸出模塊）。模塊的自校準(zhǔn)無(wú)須連接外部信號(hào)，是提高測(cè)量精度、減少自身誤差的有效途徑。
3、外部校準(zhǔn)方式
自校準(zhǔn)中用到的板載基準(zhǔn)在大多數(shù)情況下是足夠穩(wěn)定的，但是如果在極端的溫度環(huán)境下或者校準(zhǔn)期超過(guò)一年，那么應(yīng)該進(jìn)行一次外部校準(zhǔn)。外部校準(zhǔn)指采用外部基準(zhǔn)（取代板載基準(zhǔn)）對(duì)模塊進(jìn)行的校準(zhǔn)，外部校準(zhǔn)通常情況下要對(duì)板載基準(zhǔn)重新定標(biāo)，定標(biāo)結(jié)果存儲(chǔ)在EEPROM中，以備今后調(diào)用，進(jìn)行外部校準(zhǔn)時(shí)，使用的外部參考基準(zhǔn)要確保有足夠高的精度，通常情況下外部參考基準(zhǔn)的精度應(yīng)該是模塊自身板載基準(zhǔn)的3~5倍，外部校準(zhǔn)一般由用戶委托具備校準(zhǔn)能力實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。
今后PXI產(chǎn)品在增強(qiáng)功能、完善驅(qū)動(dòng)、改進(jìn)服務(wù)等方面還有很長(zhǎng)的路要走，相信隨著技術(shù)進(jìn)步，PXI產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃絹?lái)越廣闊。多功能校準(zhǔn)儀是PXI產(chǎn)品在軍事檢測(cè)領(lǐng)域的一次應(yīng)用嘗試，由于項(xiàng)目時(shí)間過(guò)于匆忙，對(duì)模塊的了解和應(yīng)用有限，工作難免流于膚淺，本文中的錯(cuò)誤之處敬請(qǐng)專家批評(píng)指正。
來(lái)源 電能質(zhì)量分析儀 http://www.91zenqing.cn/
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