数字多用表自动检定校准系统研究

王玲 王红

【摘 要】在计量检定过程中由于数字多，用表功能多，量程多，检定，校准点多，每一个量程和检定点的技术指标各不相同，人工操作检定与校准时间长易出错，计算误差的工作量也相当繁重，且易出现计算错误。为提高检定、校准数字多用表的工作效率及工作质量，本文主要针对数字多用表自动检定校准系统的构成、工作原理、提点以及功能进行研究。

【关键词】数字多用表；自动校准系统；校准过程

随着计算机技术、大规模集成电路技术和通信技术的飞速发展，仪器技术领域发生了巨大的变化，从最初的模拟仪器发展到现在的数字化仪器、嵌入式仪器和智能仪器。为现代测量技术与仪器控制领域注入新的活力，新的测试领域、方法以及新的仪器结构不断出现，在许多方面已经突破了传统仪器的概念，电子仪器的功能和作用已经发生了质的变化。在这种背景下，仪器设备和测试系统之间的关系显得更为重要。没有自动或智能测试系统的支持，一些复杂的实验根本就无法获得理想的测试结果。

一、数字多用表自动检定校准系统的主体构成

数字多用表自动校准系统中需研究的主要内容包含：①交直流电压、交直流电流及电阻的程控校准；②自动误差计算及不确定度分析；存储设备信息、原始记录及运算结果的数据库；校准结果管理；③基于互联网的实验室交互平台等.利用数字多用表自动化检定与校准并自动实现测量数据的误差分析，④可避免在进行人工检定时产生的认为误差，保证量值传递的统一，提高检定结果的可靠性

1.数表自动检定校准系统的特点

①友好的人机交互界面使得检定校准变得简单，非专业人员也很易操作；②自动实时的数据记录、数据处理，既免去了检定人员实时操作及记录数据的辛苦，也提高了检定的可靠性③在进行年稳定性的考核时，系统可自动调出上一年的数据，进行比较并给出判断结果；④数据由计算机采用数据库管理模式保存后，不仅可直接进行记录及证书的打印工作，而且便于数据产品的科学管理，提高了工作效率。

2.数表自动检定校准系统组成及工作原理

自动系统的硬件部分由微机、多功能标准源（FLUKE5700或FLUKE5720标准信号源）、通讯接口卡、打印机组成。它们与不同的被检表一同构成一套完整的数字电压表自动检定校准系统，系统框图如图所示。

数表自动检定校准系统采用标准源法进行检定。系统以计算机为控制部件，通过IEEE488并行通讯口与标准源及被检表相连。标准源用来为被检表提供标准信号（直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、电阻）。检定时，由软件实现计算机对标准源及被检表的程控，从而完成整个自动检定校准系统的工作。即：实时显示测量数据、程控校准、保存数据、检定数据及证书的预览、打印等多项功能。

二、数表自动检定校准系统软件设计

数表自动检定校准系统软件由 4 个模块组成，分别为程控测量模块、数据处理模块、信息管理模块和实验室交互模块，每个模块均可独立运行，以满足不同的工作需要，。其中程控测量模块与数据处理模块使用 NI 公司 LabVIEW 开发环境编写，所得数据通NILab-VIEW 数据库连接工具包上传至网络服务器上的 MYSQL 数据库进行存储。信息管理模块与实验室交互模块采用 JAVA1 6 编写，通过调用 API 函数实现与 Lab-VIEW 的联动，同时可以对 MYSQL 数据库进行管理。

三、数字多用表自动检定系统的主要功能

①自动检定功能：依据检定规程要求，主要包括直流电压、交流电压、交流电压频率响应、电阻、直流电流、交流电流、交流电流频率响应等项目的检定。可以根据客户要求选择项目检定。②数据处理功能：对采集到的数据进行粗大值、异常值的剔除，对同一点多测几次求平均值。③数据判别功能：依据数字多用表的技术指标自动对测量结果进行判别，分为合格与不合格。④查询功能：可以调阅已经测量过的数字多用表的原始记录查看，包括仪器型号、编号、生产厂家、送检单位、日期、各检定项目数据等。如果对测量数据有异议，可以进行再次测量。⑤单点复测功能：对于测量数据有异议的测量点，可进行再次测量。⑤自动打印功能：自动保存原始记录；可根据客户要求（检定证书或者校准证书）自动生成证书报告，可生成单功能的证书報告，也可生成全功能的证书报告；还可自动生成封面。

四、数字多用表自动测试系统的作用

多功能、高准确度、智能化数字多用表在仪器测量中已日益占据重要的地位，被广泛使用于科研、试验、教学、航空航天等的各个方面，很多电量或非电量经变化后都可用数字多用表完成测试。随着数字技术的迅速发展和广泛使用， 国内外厂家不断推出新型的高准确度、功能齐全、量程范围宽且带 GPIB（General Purpose Interface Bus）接口的各种数字多用表。此类数字多用表被广泛地应用于试验测试的各个环节，其测量值准确与否，直接关系到试验是否能够取得成功。

五、结束语

仪器计量校准是恢复、保持设备性能指标，保证测量准确可靠的技术手段，所以需要在国家授权的计量校准机构定期的进行校准。数字多用表自动检测校准系统能够提高测量准确度和可靠性，为提高数字多用表检定校准工作管理的科学性和规范性提供了技术支持。另外，数字多用表自动检测校准系统在减轻检定员的劳动强度的同时又提高了工作效率，也可以更好的为检定校准单位创造社会经济效益。

【参考文献】

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【4】马昱超， 刘鹏飞， 崔玉娟. 基于LabVIEW的数字多用表自动校准系统设计与实现[J]. 电光系统， 2017（3）：56-59.