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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)品越來越成熟，市場上可供選擇的模塊也越來越多，與傳統(tǒng)儀器相比， PXI產(chǎn)品具有性能和體積上的優(yōu)勢，因此非常適合在強調(diào)移動的測量和修理場合中采用（如：應(yīng)用在軍事檢測和修理領(lǐng)域中），本文以多功能校準(zhǔn)儀的開發(fā)過程為例，簡單介紹了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)必備的機箱和控制模塊外，根據(jù)軍事檢測和修理的需要，我們還采購了寬范圍的交流/直流電源模塊，以適應(yīng)野外或現(xiàn)場測試條件下惡劣的環(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，更適合用來開發(fā)自動化測試系統(tǒng)，這是因為NI作為PXI規(guī)范的發(fā)起人，對規(guī)范的理解和支持相對做的更好一些，通過VISA和最新的IVI驅(qū)動技術(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)動程序上，凌華以開發(fā)包的形式提供了較完善的硬件驅(qū)動），那些熟悉VB、VC的程序員還可以通過DLL調(diào)用等方式，直接在LabVIEW中控制硬件，這些優(yōu)勢對于需要在短時間構(gòu)建一個綜合測試系統(tǒng)的用戶來說是非常有吸引力的。下圖是用LabVIEW開發(fā)的多功能校準(zhǔn)儀的綜合測試軟件
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)條件下進行了校準(zhǔn)（如凌華的TE6100數(shù)字示波器模塊），用來修正誤差的校準(zhǔn)常數(shù)被存儲在板載非易失性存儲器中（EEPROM），通過裝載校準(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，這個區(qū)域內(nèi)用來保存工廠校準(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，因為它并沒有考慮到時間推移和溫度變化對模塊測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的測量誤差，一些PXI模塊提供了'自校準(zhǔn)'功能，其工作原理是：通過模塊自身的高精度板載基準(zhǔn)，在校準(zhǔn)軟件的控制下，測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)無須連接外部信號，是提高測量精度、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)期超過一年，那么應(yīng)該進行一次外部校準(zhǔn)。外部校準(zhǔn)指采用外部基準(zhǔn)（取代板載基準(zhǔn)）對模塊進行的校準(zhǔn)，外部校準(zhǔn)通常情況下要對板載基準(zhǔn)重新定標(biāo)，定標(biāo)結(jié)果存儲在EEPROM中，以備今后調(diào)用，進行外部校準(zhǔn)時，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)能力實驗室進行。
今后PXI產(chǎn)品在增強功能、完善驅(qū)動、改進服務(wù)等方面還有很長的路要走，相信隨著技術(shù)進步，PXI產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃絹碓綇V闊。多功能校準(zhǔn)儀是PXI產(chǎn)品在軍事檢測領(lǐng)域的一次應(yīng)用嘗試，由于項目時間過于匆忙，對模塊的了解和應(yīng)用有限，工作難免流于膚淺，本文中的錯誤之處敬請專家批評指正。
來源 電能質(zhì)量分析儀 http://rengken.cn/
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