基于LabVIEW直流电阻箱自动检定系统的研究

陈 飞，张 翰

（中国计量学院工程训练中心，浙江杭州 310018）

基于LabVIEW直流电阻箱自动检定系统的研究

陈 飞，张 翰

（中国计量学院工程训练中心，浙江杭州 310018）

电阻箱的标定是一个非常繁琐的过程。依照国家相关检定规程研究了一种基于LabVIEW软件平台，设计并实现一款直流电阻箱自动检定系统。该系统主要的硬件主要由数字万用表、计算机等组成，软件由LabVIEW完成，采用模块化编程的主流思想，最大可能的简化了系统的繁琐复杂性。系统通过系统设计思路、硬件组成、软件开发、系统调试、相关数据测试等方面系统的介绍了这款直流电阻箱自动检定系统。测试结果表明，所研究的直流电阻箱自动检定系统具有操作效率高（简便），性能可靠、设计要求达标等实用价值。系统实用性强、适用范围广。

直流电阻箱；自动检定系统；检定规程；LabVIEW

0 引言

在社会生产和科学研究的各个领域，作为相关工作标准和重要电子仪器的直流电阻箱已经得到大量应用，成为这些领域中不可缺少的重要电子仪器，因此对直流电阻箱的准确检定非常重要[1]。计算机技术的高速发展及各种软件的大量开发，为设计研究直流电阻箱自动检定系统提供了较为扎实理论基础与较为可能的实践基础[2-6]。研制开发一套基于LabVIEW直流电阻箱自动检定系统提升了直流电阻箱检定工作的自动化程度[7]，在一定程度上可以代替传统人工手动按照规程[8-9]检定直流电阻箱，很好地解决了传统手工检定中人为产生的一系列不必要问题，保证产品质量的有效性，提升了检定工作的时效性，降低了检定人员的检定工作强度，将人为因素的影响减少到最小甚至消除，确保了产品使用的公正性，这是非常必要、紧迫的。

同时本系统可以使用LabVIEW的VI面板来控制整个检定过程，其检定效率远远高于传统的人工手动检定，更加方便了检定过程，系统操作界面的人性化设计，直观的显示直流电阻箱的检定过程。

1 系统方案设计

在使用过程中随着使用次数增加，电阻箱阻值会有小范围的变化，导致电阻的精度下降。因此，电阻箱需要标定再投入使用。采用模块化编程的主流思想，最大可能的简化了系统的繁琐复杂性，所研究的直流电阻箱自动检定系统提高了直流电阻箱检定工作的效率和精准率，还具有很好的扩展性。

系统实物图如图1所示。实验室中使用的电阻箱有6个不同的测量转盘：10 000 W，1 000 W，100 W，10 W，1 W，0.1 W，其准确度分别为：0.1%，0.1%，0.1%，0.15%，0.6%，5%。

图1 系统实物图

基于LabVIEW的人机界面作为控制平台，通过I/O口与数字多用表（本系统采用惠普数字多用表Hewlett 34401A）实现通讯连接，手动拨动直流电阻箱的各权值的旋转钮，控制数字多用表实现实时测量和数据反馈，再实现数据自动处理[4]，生成检定报表和数据。该系统的硬件由计算机、打印机、惠普数字多用表Hewlett 34401A组成。

2 系统软件设计

系统采用LabVIEW8.6作为开发工具[8]，配合其和报表生成工具包(NI Report Generation Toolkit)等工具实现软件功能，使其具有良好的人机界面，检定人员可以实时观察检定过程的变化。整个系统的软件设计采用软件工程的主要设计思想和方法，即采用先整体到局部，再局部到整体，模块化式结构化程序的设计。以菜单的形式来体现整个检定系统，使整个操作界面流畅、简捷、清晰、易懂及容易操作。系统主菜单从功能和方式上划分结构如图2所示。

图2 LabVIEW程序结构流程图

软件分为登录系统模块、系统设置模块、检测模块、数据模块、信息管理模块、数据分析及报表生成模块。每个模块在整个系统都有着不同的功能。

其中，检测模块根据电阻箱检定标准分为检测参数、预检定、残余误差检定、开关变量检定及示值误差检定六部分。检测参数部分显示被检直流电阻箱的仪器名称、仪器型号、生产厂商、检定员、委托方、标称值等检测参数信息。预检定部分是根据直流电阻箱检定规程对检测类别进行选择以及外观及线路检查、绝缘电阻、工频耐压试验的检定结果进行选择。残余电阻检定部分是按照直流电阻箱检定规程对残余电阻进行检定的模块。系统根据设置中量程及权值的选择，会自动识别“当前检测点”“下一检测点”，可分别实现不同操作，监测数据将实时显示在当前监测数据中。

本系统可以自动存储被检电阻箱全部检定数据并得以显示。同时还可以将被检电阻箱的检定数据以报表的形式自动生成电子稿，并可以打印出来（如图3）。

图3 报表生成图

3 实验结果与分析

系统各部分调试完成后，通过具体的实验来验证实际的检定效果。在系统自动检定过程中可以观察电阻箱的实际电阻值与获取的电阻值是否一致。

用被检直流电阻箱测试调试完毕的系统，得到相关实验原始数据如表1所示，A代表了测量盘的刻度位置，B代表了不同的测量转盘。测试结果显示，鉴定后的电阻箱完全满足其精度的要求，系统性能指标达到设计要求。

表1 系统直流电阻箱电阻测试数据Ω

根据检定要求，还对残余电阻以及开关误差进行了测试，测试结果如表2所示，结果都能很好表现系统的检定结果。开关误差几乎在千分之几的范围，开关误差影响小。

表2 系统直流电阻箱电阻残余电阻、开关变差等测试数据

4 结论

系统以LabVIEW为软件开发平台，通过人机界面的操作，代替了手工检定的繁琐过程，实时显示了整个检定过程的电阻值及自动获取数据；误差分析；自动生成检定证书及原始检定数据打印。主要实现了以下的功能：

（1）完成国家标准JJG982-2003《直流电阻箱检定规程》对直流电阻箱检定要求的所有测试项目，实时显示各项检定过程中的检定值，检定完成后自动生成数据报表及检定报告，能实现被检直流电阻箱的系统化管理；

（2）自动识别读取、存储检定数据，并自动进行误差分析及误差曲线生成；

（3）系统采用登陆式模式进入，可以有效抵御外来侵入风险，保证系统数据库等核心指标的安全，确保程序的稳定性。

［1］毛文君.基于电测技术中直流电阻箱自动检定系统方法的浅析［J］.硅谷，2010（22）：88.

［2］宋好奇.数字多用表的比率测量功能在直流电阻箱鉴定中的应用［J］.中国新技术新产品，2012（20）：240.

［3］刘伟.用数字万用表8846A检定直流电阻箱［J］.工业计量，2013（02）：80.

［4］陈秀文.直流电阻、回路电路测试仪检定的新方法［J］.科技传播，2012（05）：75-81.

［5］Melanie L.Higa，Dalia M.Tawy，et al.An introduction to labview exercise for an electronics class［C］.Interna⁃tional Conference of the IEEE EMB.2002.

［6］李淑梅.电阻箱（直流）电阻值误差测量结果不确定评定［J］.品牌与标准化，2012（14）：45.

［7］李笠.基于Labview的数字多用表自动检定/校准系统设计［J］.中国计量，2013（01）：102-103.

［8］JJG982-2003.直流电阻箱检定规程［S］.北京：中国计量出版社，2003.

［9］JJF1059-1999.测量不确定度评定与表示［S］.

［10］汪敏生.LabVIEW基础教程［M］.北京：电子工业出版社，2002.

Research of DC Resistance Box Automatic Verification System Based on LabVIEW

CHEN Fei，ZHANG Han
（Engineering Training Center，China Jiliang University，Hangzhou 310018，China）

Calibration of resistance box is a very tedious and complicated process.This paper studies a type of automatic verification system designed and produced based on LabVIEW platform.The main hardware of the systemismainly composed of digital multimeter，computer，etc，while the main software is supported by LabVIEW.This systemsimplifiescomplexity in the largest extent with the application of mainstream ideas of modularization programming.The system introduce the system from design ideas、hardware composition，software designing，system debugging，data testing and so on.Test results show that the system has the advantages of high efficiencyof operation， superior performance and meet design requirements.The system has higher practicability and wide range of application.

DC resistance box；automatic verification system；vertification regulation；LabVIEW

TP273

A

1009－9492(2014)03－0053－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.03.016

陈 飞，女，1986年生，浙江杭州人，硕士研究生，助理实验师。研究领域：多相流参数检测、仪表检定校准系统设计、远程测控系统设计等。

(编辑：向 飞)

2013－09－16