基于VB的磁滞回线实验仪改造

韩立立 韩立峰

(1.中国石油大学(华东)物理实验中心，青岛266580；2.中国石油大学(华东)网络及教育技术中心，青岛 266580)

0 引言

磁滞回线组合实验仪完成一次测量需要手动按键近一千多次实现数据采集，得出的两百组数据完全靠手工记录，不仅慢而且容易出现记录数据错误。通过改造单片机的外围电路，并在计算机安装多串口卡，将多台仪器组成由计算机管理的智能网络，然后，用计算机通信实现数据采集和处理以及图形的处理，将原测量方法中繁琐的手工数据记录和图像处理改由计算机自动完成。

1 磁滞回线实验组合仪原理

图1是智能磁滞回线测试仪原理框图，该测试仪与实验仪配合使用，可以快速、定量地测量磁性材料的磁滞回线以及有关的参数，如矫顽力Hc、剩余磁感应强度Br、饱合磁感应强度Bm和磁滞损耗(BH)等。根据用户操作可将数据及图形显示于示波器上。这也是该测量方法有待改进之处，因为，测量磁滞回线过程中繁琐的数据记录，图像的不可保存、不可打印等缺陷，故应采用软件实现数据、图像的计算机处理、显示和保存。

图1 智能磁滞回线测试仪原理框图

2 磁滞回线仪通信电路改造

采用MAX232芯片把单片机输出的TTL电平信号转换成串口可识别的信号，采用RS-232串口，实现测试仪与计算机之间的数据通信.通信电路的核心是MAX232芯片和光电耦合隔离技术，将MAX232芯片的13脚、14脚与单片机相联，MAX232芯片的7脚、8脚与COM口相连[1]，通过此芯片，单片机发送的TTL信号(TXD)将会变成RS-232信号输出(C_TXD)，同样，外部输入的RS-232信号(C_RXD)通过此芯片将会被变成标准的TTL信号引入单片机。RS232串口是一个9针接插件，可通过此种类型的接插件与外部设备进行联接。此接插件只用到了其中的2、3、5三个管脚，而其余的管脚没有使用。上述电路与计算机多串口卡的端口相连，既实现TTL和232信号的转换，又保护了低电压侧的电路。

3 多台磁滞回线仪智能网络的搭建

通过在计算机侧安装PCI多串口卡以及在多串口卡和磁滞回线仪之间加装外围通讯电路，实现用一台PC机作为工控机来对多台实验仪进行数据采集与图形处理。多串口卡是一种可分配多个串/并行端口供终端连接的设备，每个终端可以通过它与主机进行通讯。使用多串口卡可实现计算机与多台外部设备之间进行数据通信，从而实现用一台PC机作为工控机来对多台磁滞回线测试仪进行数据采集与图形处理[3]。对于超过14台以上的仪器组成的网络可使用串口服务器，取代多串口卡。

4 数据采集处理程序设计

VB MSComm通信控件提供了一系列标准通信命令的接口，它允许上位机与其他通信设备(如Modem)建立串口连接，还可以发送命令、进行数据交换以及监视和响应在通信过程中可能发生的各种错误和事件，从而可以利用它创建高效实用的串行通信程序[4-5]。数据采集和处理程序的流程图如图2。

图2 数据采集处理程序流程图

图3、图4、图5均为程序截图，图3是采集数据模拟示例，图4、图5表示用已得到数据进行处理。通过该处理不难发现，相对于传统的测磁滞回线法，图像由计算机绘制，当然更加准确，并且可以及时保存在计算机磁盘目录中，方便打印。鼠标放在图上时呈现十字形，从而Hm、Bm、Hr、Br的取值更加准确[6]。从图4中取得特殊点并加以保存，点击数据处理进入图5界面。相对于实验方法记录繁多的数据还有查找不方便的特点，该界面上设置了数据查询，只要输入要查第几个数据，马上就会显示在窗口上。相对于在实验报告上复杂的数据运算，这里的实验数据处理只要鼠标点击“取得数据”、“计算结果”两个按纽，便可给出数据，点左下方的“保存结果”，该结果就放在计算机D盘下一个.txt文本中。

图3 数据采集程序界面

图4 图像处理程序界面

图5 数据处理程序界面

5 结语

相对于传统的磁滞回线测量实验方法，实验仪智能网络有几大改进：在操作准确性和方便性方面有更好的表现，只要用鼠标取值，结果都可以保存到电脑上；编制的测量程序既能与示波器一样显示磁滞回线，又能保存处理数据、保存图像，而且处理数据的精度更高，花费时间更少。

[1] 柴学宁.利用VB实现计算机与单片机的串口通信.电脑编程技巧与维护，2005(12)

[2] 黄兴琦，陈初开，刘二军.单片机与Windows下PC机的串口通信研究.仪器仪表用户，2007，14(5)

[3] 张崇智.基于VB的串口实时数据采集.机电工程技术.2005，34(10)

[4] 季青.用VB实现基于GPIB的自动测试系统.计量技术，2008(8)

[5] 韩构.基于单片机的数据采集系统研究.计量技术，2011(11)

[6] 李锋，曾德良，于湘涛，等.基于VB 6.0的串口通讯程序设计.现代电子技术，2002，11(10)