本科畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于labview的自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺

1、編號：GUILINUNIVERSITYOFELECTRONICTECHNOLOGY畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題目：基于LabVIEW的自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺院（系）：電子工程與自動化學(xué)院專業(yè)：測控技術(shù)與儀器學(xué)生姓名：彭彪學(xué)號：0600820322指導(dǎo)教師：殷賢華職稱：講師題目類型：理論研究冋實(shí)驗(yàn)研究工程設(shè)計(jì)工程技術(shù)研究軟件開發(fā)2010年5月14日隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對電子測量與儀器的要求越來越高。自動測試系統(tǒng)孕育而生，發(fā)展非常迅速?！白詣訙y試系統(tǒng)課程”是測控技術(shù)與儀器專業(yè)的主干課程，自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)包括自動測試系統(tǒng)軟件開發(fā)和組建，這對理論學(xué)習(xí)非常重要。開發(fā)基于局域網(wǎng)的自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺，終端共享實(shí)驗(yàn)設(shè)備，

2、節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本，提高實(shí)驗(yàn)效率。根據(jù)自動測試系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的需要，在對圖形化軟件開發(fā)工具LabVIEW以及用VISA為底層工具開發(fā)的虛擬儀器驅(qū)動程序進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于LabVIEW的自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺。它由硬件系統(tǒng)和測試軟件組成，硬件系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、網(wǎng)關(guān)、GPIB儀器、VXI機(jī)箱及儀器模塊和多功能實(shí)驗(yàn)板組成，測試軟件包括虛擬任意波形發(fā)生器、虛擬示波器、虛擬萬用表以及各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目測試程序。多功能實(shí)驗(yàn)板作為測試對象，可以根據(jù)各個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的不同要求靈活設(shè)置。該實(shí)驗(yàn)平臺可以完成對交直流電壓電流信號、電阻、幅值、頻率、周期、相位等基本參量的測量，滿足自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的要求。通過測試驗(yàn)證，

3、達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)，可以應(yīng)用到自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中。關(guān)鍵詞：儀器驅(qū)動程序；虛擬儀器；實(shí)驗(yàn)平臺AbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology,therequirementsofElectronicMeasurementandInstrumentsisbeenmoreandmoreimportant,thustheAutomaticTestSystemisemergedandisdevelopingrapidly.AutomaticTestSystemCATS)isthemaincourseinthemajorofmeasurement&contr

4、oltechnologyandinstrumentation.TheexperimentofATSincludessoftwaredevelopment&formationandisofgreatimportancetotheoreticalstudy.TheATSexperimentalplatformisbasedonLocalareanetwork,whichmakesequipmentsbesharedintheterminal.Inaddition,theATSexperimentalplatformalsosavestheexperimentcostaswellasimproves

5、theefficiency.TomeettheneedsoftheexperimentitemofATS,theATSexperimentalplatformisdesigned,basedonthestudyofLabVIEWwhichisakindofgraphicaltoolsandvirtualinstrumentdriverwhichisdevelopedbyVISA.Itconsistsofhardwaresystemandtestsoftware.Thehardwaresystemincludescomputer,gateway,GPIBinstruments,VXIbox&mo

6、duleandmulti-functionalPanel.Thetestsoftwareconsistsofvirtualprofilegenerator,virtualoscilloscope,virtualmultimeterandsomelabtestsprograms.Asthetestedobjects,themulti-functionalexperimentalboardcanbesetedflexiblyonthebasisofdifferentrequirements.ThisplatformaccomplishmeasurementsofACorDCvoltage,resi

7、stance,amplitude,frequency,cycle,phaseandotherbasicparametersaswellasexperimentitem.ThetestresultsshowthatitachievetheexpectedgoalsandcanbeappliedtotheAutomaticTestSystemexperiment.Keywords：InstrumentDriver;VirtualInstrument;ExperimentalPlatformTOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark6 引言1 HYPERLINK l boo

8、kmark8 1自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺概述21.1自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目21.2實(shí)驗(yàn)平臺軟件結(jié)構(gòu)2 HYPERLINK l bookmark20 1.2.1VISA（虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)）21.2.2儀器驅(qū)動程序3 HYPERLINK l bookmark22 1.2.3圖形化軟件開發(fā)工具LabVIEW31.3實(shí)驗(yàn)平臺硬件工具41.4實(shí)驗(yàn)平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理4 HYPERLINK l bookmark28 2自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺軟件開發(fā)52.1實(shí)驗(yàn)平臺軟件開發(fā)環(huán)境的配置5 HYPERLINK l bookmark32 2.2虛擬儀器軟件開發(fā)6 HYPERLINK l bookmark34 2.2.1

9、虛擬任意波形發(fā)生器（一）6 HYPERLINK l bookmark36 2.2.2虛擬示波器8 HYPERLINK l bookmark38 2.2.3虛擬任意波形發(fā)生器（二）92.2.4虛擬萬用表10 HYPERLINK l bookmark52 2.3實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目測試程序開發(fā)11 HYPERLINK l bookmark64 3多功能實(shí)驗(yàn)板設(shè)計(jì)13 HYPERLINK l bookmark66 4自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺集成174.1實(shí)驗(yàn)平臺組建17 HYPERLINK l bookmark68 4.2實(shí)驗(yàn)平臺調(diào)試184.3實(shí)驗(yàn)平臺功能驗(yàn)證20 HYPERLINK l bookmark74 結(jié)論

10、24謝辭25參考文獻(xiàn)26 HYPERLINK l bookmark76 附錄27桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙第 頁共30頁引言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對電子測量與儀器的要求越來越高，測試項(xiàng)目和測試范圍與日俱增，測試對象也逐漸復(fù)雜，測試的參數(shù)繁多，測試速度和測量的要求不段提高，這就使得自動測試系統(tǒng)（ATS）的發(fā)展越來越廣泛、越來越迅速。于此同時(shí)自動測試系統(tǒng)虛擬儀器開發(fā)環(huán)境也有很大的發(fā)展，特別是圖形化開發(fā)環(huán)境LabVIEW運(yùn)用越來越廣泛。自VXI總線測試系統(tǒng)提出后，國內(nèi)的很多家科研院所在這些方面做了大量卓有成效的科學(xué)研究，如航天測控、電子科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、桂林電子科技大學(xué)等。桂林電

11、子科技大學(xué)在VXI總線測試技術(shù)方面做了大量的工作，成功研制了基于寄存器基的VXI接口電路，以此基礎(chǔ)上開發(fā)了掃描A/D、多功能控制、多通道數(shù)字I/O等多種通用測試功能模塊，成功組建了若干套自動測試系統(tǒng)。并將研究成果成功地運(yùn)用于自動測試系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn)，使得學(xué)生可以從理論到實(shí)際對本課程有整體的理解。本課題將在對圖形化軟件開發(fā)工具LabVIEW以及用VISA為底層工具開發(fā)的虛擬儀器驅(qū)動程序進(jìn)行深入的研究的基礎(chǔ)上，組建GPIB、VXI總線自動測試系統(tǒng)，編寫測試軟件，對每一個(gè)儀器、模塊的虛擬儀器基本功能進(jìn)行單項(xiàng)測試，以及濾波器幅頻特性測試程序的調(diào)試，完成對各項(xiàng)參數(shù)測試后通過數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)平臺的準(zhǔn)確性和實(shí)

12、用性。運(yùn)用LabVIEW進(jìn)行自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺的設(shè)計(jì)開發(fā)，提供了人性化的人機(jī)交互界面凸顯自動測試系統(tǒng)的快捷性和優(yōu)越性。通過對整個(gè)系統(tǒng)的組建，應(yīng)用虛擬面板對智能儀器及模塊化儀器進(jìn)行控制以實(shí)現(xiàn)各個(gè)儀器的基本功能，使同學(xué)們在實(shí)驗(yàn)過程中了解到自動測試系統(tǒng)的工作原理，感受到自動測試系統(tǒng)的優(yōu)勢。本實(shí)驗(yàn)平臺能夠較好的指導(dǎo)同學(xué)們的理論學(xué)習(xí)，可以運(yùn)用到自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中。1自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺概述自動測試系統(tǒng)簡稱ATS（AutomaticTestSystem）是以計(jì)算機(jī)為核心，在程控指令的指揮下，能夠自動完成某種測試任務(wù)而組合起來的測量儀器和其它設(shè)備的有機(jī)整體。自動測試系統(tǒng)的研究工作始于1956年美國的SE

13、TE計(jì)劃，以解決美國軍方在軍用電子設(shè)備（如航空電子系統(tǒng)和導(dǎo)彈系統(tǒng)等）的維護(hù)工作問題。經(jīng)過四十多年的發(fā)展，自動測試系統(tǒng)已經(jīng)具有功能強(qiáng)、精度高、測量速度快、自動化程度高和良好人機(jī)界面等諸多優(yōu)點(diǎn)。1.1自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目自動測試系統(tǒng)課程詳細(xì)介紹了VXI總線規(guī)范、VPP規(guī)范、VXI儀器硬件模塊的設(shè)計(jì)、符合VPP規(guī)范的軟件設(shè)計(jì)（包括儀器驅(qū)動程序、軟面板、VISA庫應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)）、VXI系統(tǒng)的組建、IEEE488.1、IEEE488.2和SCPI標(biāo)準(zhǔn)，另外還對PXI總線測試系統(tǒng)以及IVI規(guī)范做了介紹。自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)要求掌握GPIB、VXI總線自動測試系統(tǒng)的構(gòu)成和工作機(jī)制，掌握常用GPIB、VXI總線

14、儀器模塊的使用和程控命令。能夠根據(jù)不同的測試對象，選擇適宜的VXI、GPIB模塊或儀器，組建濾波器幅頻特性測試的自動測試系統(tǒng)，利用軟件開發(fā)工具和VISA或儀器驅(qū)動器開發(fā)自動測試系統(tǒng)軟件，對被測對象進(jìn)行測試，對測試結(jié)果進(jìn)行誤差分析和處理。1.2實(shí)驗(yàn)平臺軟件結(jié)構(gòu)根據(jù)硬件及其相應(yīng)參數(shù)的測試要求，選擇合適的VXI、GPIB模塊或儀器組建測試系統(tǒng)以后，可以選擇圖形化軟件開發(fā)工具LabVIEW、C、C+等工具進(jìn)行虛擬儀器的開發(fā)。本實(shí)驗(yàn)平臺是選用圖形化的開發(fā)工具LabVIEW進(jìn)行開發(fā)的。利用LabVIEW作為整個(gè)虛擬儀器程序的開發(fā)工具，同時(shí)要使開發(fā)環(huán)境能夠正常的工作還需包括：NI-VISA4.5NI-488

15、.2.2.71NI-ICP4.1AgilentIOLibrariesSuite15.0儀器驅(qū)動程序（ag33xxx、ag546xx、hp33120a、hp34401a）1.2.1VISA（虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)）VISA（VirtualInstrumentationSoftwareArchitecture），即虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)，是VPP系統(tǒng)聯(lián)盟制定的I/O接口軟件標(biāo)準(zhǔn)及其相關(guān)規(guī)范的總稱。VISA是隨著虛擬儀器系統(tǒng)，特別是VXI總結(jié)技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的。對于驅(qū)動程序、應(yīng)用程序開發(fā)而言，VISA庫函數(shù)是一套可方便調(diào)用的函數(shù)，其中核心函數(shù)可以控制各種類型器件，而不用考慮器件的接口類型，VISA也可以包含部分

16、特定接口函數(shù)。VXI用戶可以用同一套函數(shù)為GPIB器件、VXI器件等各種類型器件編寫軟件，學(xué)習(xí)一次VISA就可以處理各種情況，而不桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)報(bào)告用紙第3頁共30頁必學(xué)習(xí)不同廠家、不同接口類型器件的不同I/O接口軟件的各種使用方法。本課題主要直接運(yùn)用VISA的寫入、讀取、設(shè)置超時(shí)等簡單函數(shù)。1.2.2儀器驅(qū)動程序儀器驅(qū)動程序是一套可以方便被用戶調(diào)用的程序，利用它就不必了解每一個(gè)儀器的編程協(xié)議和具體編程步驟，只須調(diào)用相應(yīng)的一些函數(shù)就可以完成對儀器各種功能的操作，并且對儀器驅(qū)動程序的結(jié)構(gòu)功能及接口開發(fā)等作了詳細(xì)規(guī)定。儀器驅(qū)動程序是由儀器供應(yīng)廠家提供的，而且所有的儀器驅(qū)動必須提供

17、程序源代碼，而不是只提供給可調(diào)用的函數(shù)。用戶可以通過閱讀與理解儀器驅(qū)動程序源代碼，根據(jù)自己的需要來修訂與優(yōu)化驅(qū)動程序。同時(shí)儀器驅(qū)動程序具有機(jī)構(gòu)化層次化，他不是I/O級的底層操作，而是較抽象的儀器測試與控制。儀器驅(qū)動程序的功能調(diào)用是多層次的，既有簡單的操作，又有儀器的復(fù)合功能。所有儀器驅(qū)動程序的設(shè)計(jì)都遵從外部接口模塊與內(nèi)部設(shè)計(jì)模塊的雙重結(jié)構(gòu)。儀器驅(qū)動程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，包括其錯(cuò)誤處理方法、幫助消息的提供、相關(guān)文檔的提供以及所有修正機(jī)制都是統(tǒng)一的。用戶在理解了一個(gè)儀器驅(qū)動程序之后，可以利用儀器驅(qū)動程序的一致性，方便而有效地理解另一個(gè)儀器驅(qū)動。儀器驅(qū)動程序具有兼容性與開放性，儀器驅(qū)動程序遵從VPP規(guī)范

18、的要求，不僅適用于VXI儀器，也同樣適用于GPIB儀器、串行接口儀器。在實(shí)驗(yàn)平臺的設(shè)計(jì)過程中使用的儀器驅(qū)動程序主要有：任意波形發(fā)生器(Agilent33520A)儀器驅(qū)動程序ag33xxx，示波器(Agilent54622D)儀器驅(qū)動程序ag546xx，任意波形發(fā)生器模塊(AgilentE1441A)儀器驅(qū)動程序hp33120a,萬用表模塊(AgilentE1412A)儀器驅(qū)動程序hp34401a。這些儀器驅(qū)動程序的部件函數(shù)包括：初始化函數(shù)、配置函數(shù)、動作/狀態(tài)函數(shù)、數(shù)據(jù)函數(shù)、實(shí)用函數(shù)和關(guān)閉函數(shù)。1.2.3圖形化軟件開發(fā)工具LabVIEWLabVIEW是由美國NI公司開發(fā)的、優(yōu)秀的圖形化編程開

19、發(fā)平臺，是LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench的簡稱，即實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工程平臺，是目前應(yīng)用范圍最廣、功能最為強(qiáng)大的虛擬儀器開發(fā)平臺oLabVIEW集成了與滿足GPIB、VXI、RS-232和RS-485協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。它還內(nèi)置了便于應(yīng)用TCP/IP、ActiveX等軟件標(biāo)準(zhǔn)的庫函數(shù)。這是一個(gè)功能強(qiáng)大且靈活的軟件。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過程都生動有趣。圖形化的程序語言，又稱為“G”語言。使用這種語言編程時(shí)，基本上不寫程序代碼，取而代之的是流程圖或框圖。它盡可能利用了技術(shù)人員、

20、科學(xué)家、工程師所熟悉的術(shù)語、圖標(biāo)和概念，因此，LabVIEW是一個(gè)面向最終用戶的工具。它可以增強(qiáng)你構(gòu)建自己的科學(xué)和工程系統(tǒng)的能力，提供了實(shí)現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便捷途徑。使用它進(jìn)行原理研究、設(shè)計(jì)、測試并實(shí)現(xiàn)儀器系統(tǒng)時(shí)，可以大大提高工作效率。利用LabVIEW，可產(chǎn)生獨(dú)立運(yùn)行的可執(zhí)行文件，它是一個(gè)真正的32位編譯器。像許多重要的軟件一樣，LabVIEW提供了Windows、UNIX、Linux、Macintosh的多種版本。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙第 頁共30頁1.3實(shí)驗(yàn)平臺硬件工具自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺主要由主控計(jì)算機(jī)、網(wǎng)關(guān)、GPIB總線、VXI機(jī)箱及儀器、GPIB儀器和被測

21、對象等硬件組成。主控計(jì)算機(jī)是自動測試系統(tǒng)的主控制端，通過運(yùn)行實(shí)驗(yàn)平臺軟件（虛擬儀器）對GPIB儀器或VXI模塊化儀器進(jìn)行控制，完成自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)各個(gè)項(xiàng)目。局域網(wǎng)上可以有多臺計(jì)算機(jī)共享實(shí)驗(yàn)平臺上的測試設(shè)備，每臺計(jì)算機(jī)可以通過局域網(wǎng)控制儀器或?qū)崿F(xiàn)對被測對象的測量，但是在同一時(shí)間同一臺儀器或模塊只能由一臺主控計(jì)算機(jī)控制，一臺計(jì)算機(jī)可以同時(shí)控制多臺儀器或模塊。網(wǎng)關(guān)是信息交換和管理中心，為自測試系統(tǒng)各個(gè)儀器模塊提供資源地址，同時(shí)按先后順序?qū)⒌竭_(dá)網(wǎng)關(guān)的指令排序并尋找對應(yīng)設(shè)備作出響應(yīng)。實(shí)驗(yàn)平臺使用的網(wǎng)關(guān)是AgilentE5810。實(shí)驗(yàn)平臺使用的GPIB電纜是hp10833A和hp10631B。實(shí)驗(yàn)平臺使用

22、的是AgilentE1421B六槽主機(jī)箱，它保證VXI各個(gè)儀器模塊恰當(dāng)?shù)剡B接到地板，而且提供冷卻、通風(fēng)設(shè)備和電源。機(jī)箱六個(gè)槽從左到右依次是0到5,處于0槽的是AgilentE1406A零槽模塊，處于1槽的是AgilentE1441A任意波形發(fā)生器模塊，處于2槽的是AgilentE1412A萬用表模塊，這些模塊都是C尺寸模塊（233.5mm*340mm）的。零槽模塊即是VXIbus系統(tǒng)的資源管理器又提供0槽服務(wù)，它們兩者共同提供了系統(tǒng)的公共資源，對系統(tǒng)的運(yùn)行都是至關(guān)重要的。資源管理器是系統(tǒng)配置的管理者，也是系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。0槽服務(wù)向系統(tǒng)提供共用資源，也是系統(tǒng)工作中的重要部分。任意波形發(fā)生器模

23、塊可以產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)平臺需要的任意信號，可以產(chǎn)生三角波、正弦波、方波等，也可以產(chǎn)生用戶自己編輯的波形。萬用表模塊為實(shí)驗(yàn)平臺提供各種測量需要，可以測量直流電壓、交流電壓、直流電流、交流電流、電阻、頻率等。實(shí)驗(yàn)平臺有兩臺智能的GPIB儀器，一臺是Agilent33250A任意波形發(fā)生器，一臺是Agilent54622D示波器。Agilent33250A主要是為實(shí)驗(yàn)平臺提供各種信號，例如三角波、正弦波、方波等，以便實(shí)驗(yàn)平臺完成不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的需要。Agilent54622D主要作用是采集并顯示信號，提供給用戶更好的觀察，并可以測量出波形的電壓、頻率、相位等參數(shù)。被測對象在本設(shè)計(jì)中使用的是自主設(shè)計(jì)的多功能實(shí)驗(yàn)

24、板，可以提供電壓、電流、電阻、周期、頻率和濾波器幅頻特性測試需要的硬件電路。1.4實(shí)驗(yàn)平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺由測試測試軟件和硬件系統(tǒng)組成，測試軟件是由每個(gè)儀器對應(yīng)的虛擬儀器和濾波器測試程序組件起來的，硬件系統(tǒng)由硬件工具在局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上，通過網(wǎng)關(guān)和GPIB電纜有機(jī)的連接組建的。VXI機(jī)箱探針/夾具GPIB電纜示波器任意波形發(fā)生器被測對象GPIB儀器圖1.1自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺系統(tǒng)框圖局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)主控計(jì)算機(jī)對GPIB儀器和VXI機(jī)箱及儀器模塊的共享局。局域網(wǎng)終端任意一臺計(jì)算機(jī)通過測試軟件發(fā)送指令，經(jīng)過局域網(wǎng)到網(wǎng)關(guān)E5810,網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)將這些命令排序并尋找指令對應(yīng)的儀器，相應(yīng)的儀器根

25、據(jù)指令進(jìn)行測量或響應(yīng)，并將結(jié)果返回到主控計(jì)算機(jī)。2自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺軟件開發(fā)基于LabVIEW的自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺軟件開發(fā)主要采用VISA和儀器驅(qū)動程序作為底層的開發(fā)工具，使用LabVIEW開發(fā)每一臺儀器或模塊的虛擬儀器以及用這些虛擬儀器有機(jī)組合成的具有新功能的虛擬儀器。2.1實(shí)驗(yàn)平臺軟件開發(fā)環(huán)境的配置LabVIEW構(gòu)建自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺的軟件開發(fā)環(huán)境要求正確的安裝并配置相關(guān)的軟件和儀器驅(qū)動程序。相關(guān)的軟件有：AgilentI/OLibrariesSuite15.0、NI-VISA4.5、NI-488.2.2.71、NI-ICP4.1。AgilentI/O可以更好的尋找儀器驅(qū)動程序和快捷

26、的配置I/O。一般來說只要支持LabVIEW的版本就可以了，本在實(shí)驗(yàn)平臺的設(shè)計(jì)的過程中選用的是15.0版本，當(dāng)然不一定要求這么高的版本。在使用AgilentConnectionExpert配置I/O步驟為：單擊I/OConfiguration，在下拉菜單中選擇AddInterface，在彈出對話框中選擇RemoteGPIB（viaE5810orRemoteIOServer），單擊Add。值得注意的是在I/OConfigure下拉菜單中，不要選擇Addinstrument進(jìn)行配置，否則在VXI儀器的儀器驅(qū)動程序的運(yùn)行時(shí)將無法找到相應(yīng)的VISA資源名。NI-VISA中的VISA庫作為I/O接口軟件

27、，它駐留在系統(tǒng)管理器（計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）中實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與儀器之間命令與數(shù)據(jù)的傳輸。本實(shí)驗(yàn)平臺使用的是NI-VISA4.5，一般來說只要LabVIEW支持的版本就可以了，沒必要選擇如此高版本的VISA,但是實(shí)驗(yàn)平臺同時(shí)用到了NI-IVI4.1這就要求NI-VISA版本在4.2以上。NI-488.2提供了一套明確定義的代碼、格式、協(xié)議和公用命令，加強(qiáng)了不同廠家產(chǎn)品互聯(lián)使用的兼容性，減少了生成應(yīng)用軟件及組建系統(tǒng)的成本，允許儀器系統(tǒng)期間進(jìn)行直接通訊，而不需要對特殊的代碼和格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換和解釋。本實(shí)驗(yàn)平臺使用的是NI-488.2.2.71。NI-ICP（IVICompliancePackage）提供了可互換的

28、類儀器驅(qū)動程序和特定的儀器驅(qū)動程序。在實(shí)驗(yàn)平臺的VXI儀器模塊的儀器驅(qū)動程序就是使用IVI標(biāo)準(zhǔn)編寫的。本實(shí)驗(yàn)平臺所有的硬件都是Agilent公司生產(chǎn)的，而使用的開發(fā)軟件和儀器驅(qū)動又是NI公司提供的，因此為了使實(shí)驗(yàn)平臺的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)不產(chǎn)生沖突，需要正確地安裝以上程序和驅(qū)動。正確的安裝順序如下：首先安裝LabVIEW8.6；然后安裝AgilentIOLibrariesSuite15.0（AgilentVISA以主VISA的形式安裝）；然后安裝NI-488.2.2.71,選擇安裝內(nèi)置的NI-VISA4.5,在安裝的過程中AgilentVISA中的visa32.dll將被重命名為為visa32.

29、AgilentTechnologies.dll，也就是說AgilentVISA將被覆蓋；最后安裝NI-ICP。在安裝完成以上軟件以后就可以利用LabVIEW的查找儀器驅(qū)動程序的功能查找并下載儀器驅(qū)動程序，值得注意的是對于GPIB儀器，查找到的儀器驅(qū)動是可以正常工作的，但是對于VXI模塊化儀器則不行。原因是任意波形發(fā)生器模塊沒有對應(yīng)的儀器驅(qū)動，萬用表模塊驅(qū)動hp1412a使用的是舊的VISA版本（VISA1.2），它在初始化的過程中會產(chǎn)生錯(cuò)誤。運(yùn)用IVI可互換標(biāo)準(zhǔn)編寫的儀器驅(qū)動hp33120a（任意波動發(fā)生器模塊驅(qū)動）和hp34401a（萬用表模塊驅(qū)動）則可以實(shí)現(xiàn)對VXI模塊化儀器的控制。2.2

30、虛擬儀器軟件開發(fā)在實(shí)驗(yàn)平臺軟件開發(fā)環(huán)境配置完成以后，就可以通過LabVIEW編寫程序?qū)崿F(xiàn)對實(shí)驗(yàn)平臺儀器的控制，此時(shí)就可以進(jìn)行虛擬儀器的開發(fā)了。首先開發(fā)具有GPIB儀器和VXI模塊相應(yīng)基本功能的虛擬儀器。這些虛擬儀器的開發(fā)主要調(diào)用通過LabVIEW編寫的儀器驅(qū)動程序，也就是子VI。這些子VI可以實(shí)現(xiàn)對儀器的初始化、配置、關(guān)閉等功能。針對不同的儀器和其儀器驅(qū)動程序，要根據(jù)所開發(fā)的虛擬儀器的功能入手，在實(shí)現(xiàn)基本功能之后再考慮虛擬儀器操作的便捷性和軟面板的美觀性。2.2.1虛擬任意波形發(fā)生器（一）虛擬任意波形發(fā)生器（一）是實(shí)現(xiàn)對Agilent33250A任意波形發(fā)生器控制的虛擬儀器。使用的儀器驅(qū)動程序

31、是ag33xxx，它不僅適用于Agilent33250a，而且還適用于這一系列的其它儀器，由此可以實(shí)現(xiàn)對儀器的互換性。使用儀器驅(qū)動程序提供的函數(shù)（子VI）按照虛擬儀器設(shè)計(jì)的基本功能進(jìn)行連接和配置，實(shí)現(xiàn)了任意波形發(fā)生器的基本功能.。虛擬任意波形發(fā)生器可以設(shè)置輸出波形的類型、頻率、偏移量、占空比等參數(shù)，采用事件結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)判斷輸出使能是否按下，一旦輸出使能按下立即響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了對任意波形發(fā)生器的實(shí)時(shí)控制。同時(shí)設(shè)計(jì)的軟面板上提供了該面板的使用幫助，使得同學(xué)們更好的使用本軟面板。圖2.1虛擬任意波形發(fā)生器（一）流程圖圖2.2虛擬任意波形發(fā)生器（一）軟面板2.2.2虛擬示波器虛擬示波器是實(shí)現(xiàn)對Agilent5

32、4622D示波器控制的虛擬儀器。使用的儀器驅(qū)動程序ag546xx，它不僅適用于Agilent54622D，而且還適用于這一系列的其它儀器，由此可以實(shí)現(xiàn)對儀器的互換性。使用儀器驅(qū)動程序提供的函數(shù)（子VI）按照虛擬儀器設(shè)計(jì)的基本功能進(jìn)行連接和配置，實(shí)現(xiàn)了示波器的基本功能.。先對示波器進(jìn)行自動設(shè)置，通過條件結(jié)構(gòu)選擇將自動設(shè)置的結(jié)果返回到手動設(shè)置進(jìn)行示波器的配置，實(shí)現(xiàn)了手動設(shè)置和自動設(shè)置的切換，提高示波器使用的便捷性。在示波器前面板上提供了對波形電壓、電阻、幅值、頻率、周期、相位等基本參量測試的選項(xiàng)框，可以選擇其中的參量進(jìn)行測量。也可以使用圖形工具將采集的波形放大、縮小、觀察指定區(qū)域，同時(shí)使用游標(biāo)可以

33、測量和觀察游標(biāo)所在點(diǎn)的和游標(biāo)之間的值，實(shí)現(xiàn)手動對波形的周期、幅值的測量。圖2.3虛擬示波器流程圖桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙第 頁共30頁桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙第 頁共30頁圖2.5虛擬任意波形發(fā)生器（二）流程圖和軟面板2.2.3虛擬任意波形發(fā)生器（二）虛擬任意波形發(fā)生器（二）是實(shí)現(xiàn)對AgilentE1441A任意波形發(fā)生器模塊控制的虛擬儀器。其開發(fā)過程和主要功能與虛擬任意波形（一）類似，只是控制的儀器和使用的儀器驅(qū)動程序不同。開始2.2.4虛擬萬用表虛擬萬用表是實(shí)現(xiàn)對AgilentE1412A萬用表模塊控制的虛擬儀器。使用的儀器驅(qū)動程序hpe34401a，它是基

34、于IVI規(guī)范編寫的特定儀器驅(qū)動程序，不僅適用于AgilentE1412A模塊，還適用于這一系列的其它儀器（34401A、34410A、34411A、L4411A）。當(dāng)實(shí)驗(yàn)平臺將E1412A變換為這一系列的其它儀器時(shí)，不必使用其它的儀器驅(qū)動也不必重新編寫程序，由此可以實(shí)現(xiàn)對儀器的互換性。使用儀器驅(qū)動程序提供的函數(shù)（子VI）,按照虛擬萬用表設(shè)計(jì)的基本功能進(jìn)行連接和配置，實(shí)現(xiàn)了萬用表的基本功能.。主要實(shí)現(xiàn)對電壓、電阻、電流、頻率、幅值（有效值）等參數(shù)的測量。采用多次觸發(fā)和多點(diǎn)采樣的方式可以實(shí)現(xiàn)多次測量功能。測量電阻可以采用兩線法和四線法進(jìn)行測量。開始輸入測量命令顯示測量結(jié)果纟結(jié)束初始化里幫助鍵按下N

35、發(fā)送命令鍵按下4NYv停止鍵按下二一；NN一工Y開始測量鍵按下二Y配置測量配置觸發(fā)配置多點(diǎn)測量讀取測量數(shù)據(jù)錯(cuò)誤輸2.7虛擬萬用表流程圖及軟面板2.3實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目測試程序開發(fā)自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要完成對交直流電壓電流、電阻、幅度、頻率、周期、相位等基本參量以及對濾波器幅頻特性的測試。利用前面開發(fā)的虛擬示波器或虛擬萬用表可以完成對交直流電壓電流、電阻、幅度、頻率、周期、相位的基本參量的測量。本節(jié)主要介紹利用前面開發(fā)出來的虛擬儀器編寫濾波器幅（相）頻特性測試程序。濾波器幅頻特性的測量可以選擇GPIB儀器或者VXI模塊完成，使用虛擬任意波形發(fā)生器給濾波器發(fā)送頻率不同幅值相同的正弦信號，虛擬示波器或虛擬萬

36、用表測量濾波器輸出端的頻率和幅值信號，將測量到的頻率及其對應(yīng)幅值繪制成濾波器的幅頻特性曲線。若使用虛擬示波器測量的是相位，也可以完成對濾波器相頻特性的測試。圖2.8濾波器幅（相）頻特性測試流程圖桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙第 頁共30頁X魏據(jù)存儲channel1頻率開始測量幫助退出測量任意渡形覽生署地址GPIB:10:IN5TR+示波轟地址工作中.轉(zhuǎn)出幅度5.5二養(yǎng)6.5初始類率值（HZ）.：20200,00測星點(diǎn)數(shù)；100類率増量（HZ）；200圖形工具辭19539.172.817媲46.0829斗測量數(shù)據(jù)觀察區(qū)3；0199.8匚hannel1喔煌值匚hannel2頻率尋0rl1

37、99.8channel2厚嘩值ZZ/、/滾定時(shí)間（MS）1100000,00000,00010,00021O2000400060008000100001200014000160001800020000頻率(HZ)CHANNEL1CHANNEL2555斗5355432(A)ddArmc小十/、，口口/厶.、,上.、宀口口土呂小工14-）丄、口,1、亠#匚73丄120.20E+3|測量點(diǎn)數(shù)3100退出工作中J幅頻特性曲線寸200.015寸399.984電壓有效值)|1.42246*1.41621測量數(shù)據(jù)觀測區(qū)頻率2，一.-81.5-185JT0.5zr、9.50.X10.7.5類率增量（hzl；2

38、00滾定時(shí)間（msJ2000|幫助數(shù)據(jù)存儲己存圖形工具醤標(biāo)：X聲游標(biāo)Q聲游標(biāo)19533.689533.68=冬2.101.002712.81843桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙第 頁共30頁圖2.11基于GPIB儀器的濾波器相頻特性測試軟面板3多功能實(shí)驗(yàn)板設(shè)計(jì)自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺實(shí)驗(yàn)板涵蓋了自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)項(xiàng)目的測試對象。能夠方便地實(shí)現(xiàn)對電壓、電流、電阻、幅值、頻率、周期、相位等基本參量以及濾波器幅頻特性的測量。其中最主要的是實(shí)現(xiàn)對低通、高通和帶通濾波器的設(shè)計(jì)，以及通過撥碼開關(guān)實(shí)現(xiàn)對根據(jù)不同測量量的測量時(shí)靈活的改變被測電路。二階有源低通濾波器采用兩節(jié)RC的壓控電源型濾波電路。

39、UiUo圖3.1低通濾波器電路原理圖KF=1-(RF-Rf)(3-1)(3-2)表3.1二與C的對應(yīng)關(guān)系由(HZ)C(uF)切(HZ)C(pF)110201訶:LC|E訶10訶10.1t護(hù)訶1臚1021030.10.01山13山10表3.2二階低通壓控電源型電路元件值元件1246810%1.4221.1260.8240.6170.5210.162Rr5.3992.2501.5372.0512.4292.742%開路6.7523.1483.2033.3723.560Rf06.7529.44416.01223.60232.038Ci0.33CC2C2C2CC設(shè)計(jì)截止頻率為為10KHZ，帶通內(nèi)增益匚

40、=1根據(jù)表4.1選擇C值為1000pF匚=100/（二C）=（10*1于*1000*】廣O=10查表4.2可知，二二匸*1.422=14.4KQ乞二二*5.399=53.99KQ二二0開路二=0.33*1000二330pF由計(jì)算值得出實(shí)際選用器件值應(yīng)為匸：15KQ，三：54KQ，二；330pF。實(shí)際截止頻率為9500HZ。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙第 頁共30頁圖3.3帶通濾波器電路原理圖表3.3二階低通濾波器幅頻特性手動測試數(shù)據(jù)（發(fā)送VPP為4V的正弦信號）F(KHz)0.1123456789VPP(V)4.004.004.004.003.993.943.823.603.303

41、.00F(KHz)10111213141516171819VPP(V)2.652.302.121.821.651.471.301.121.030.92二階有源高通濾波器采用兩節(jié)RC的壓控電源型濾波電路，器件值的選用計(jì)算過程與低通濾波器的計(jì)算過程類似，計(jì)算值查詢見附錄。實(shí)際截止頻率1150Hz。WvR1UiIFC1OP07R2.RFRfC2Uo圖3.2高通濾波器電路原理圖表3.4二階高通濾波電路的幅頻特性手動測試數(shù)據(jù)（發(fā)送VPP為4V的正弦信號）F(Hz)1002003004005006007008009001000VPP(V)0.110.210.350.550.851.121.501.852.

42、202.55F(Hz)1100120013001400150016001700180019002000VPP(V)2.773.003.173.343.463.503.603.843.903.95二階有源帶通濾波器采用兩節(jié)RC的壓控電源型濾波電路，器件值的選用計(jì)算過程與低通濾波器的計(jì)算過程類似，計(jì)算值查詢見附錄。其中心頻率為1125Hz,上線截止頻率為1225Hz，下線截止頻率為950Hz，通帶為275Hz.UiR1CAAUo桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙第16頁共30頁表3.5二階帶通濾波電路的幅頻特性參數(shù)表（發(fā)送VPP為4V的正弦信號）F(Hz)100300500700800850

43、90095010001050VPP(V)0.120.280.570.851.201.421.772.112.662.91F(Hz)1100115012001250130013501400150017002000VPP(V)3.102.922.332.001.801.551.371.151.000.65在圖3.4實(shí)驗(yàn)平臺多功能實(shí)驗(yàn)板電路選擇圖，使用實(shí)驗(yàn)板進(jìn)行測試時(shí)，先把所有的撥碼開關(guān)斷開，然后根據(jù)不同的測試任務(wù)通過撥碼開關(guān)選擇不同的測試電路。（可將以下的S改為Z）a、測濾波器：將對應(yīng)濾波器S_IN/S_OUT閉合b、電阻:R1被測電阻（閉合S_OUT4、短路R2）c、電壓、電流：電壓/電流輸入（

44、閉合S_IN6、Sw、S_OUT4）d、R2上電壓：電壓/電流輸入電壓（閉合S_IN6、S_OUT5）e、流過R1電流：電壓/電流輸入電壓（閉合S_IN6、段R2、S_OUT5）本實(shí)驗(yàn)板能同時(shí)提供兩套儀器同時(shí)測量，但是同一時(shí)間只能有一套儀器使用一個(gè)硬件電路。在未使用到的硬件電路上，必須將對應(yīng)的開關(guān)斷開。S_INS_OUT圖3.4實(shí)驗(yàn)平臺多功能實(shí)驗(yàn)板電路選擇圖桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙第 頁共30頁4自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺集成自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺采用外置計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，通過硬件系統(tǒng)和測試軟件系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合而成，可以完成自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。學(xué)生可以在本實(shí)驗(yàn)平臺上完成自動測試系統(tǒng)的各個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)

45、目，并且實(shí)驗(yàn)平臺提供了一種用LabVIEW開發(fā)自動測試系統(tǒng)項(xiàng)目的方法。4.1實(shí)驗(yàn)平臺組建實(shí)驗(yàn)平臺硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1.1所示，通過GPIB電纜和網(wǎng)關(guān)將主控計(jì)算機(jī)與儀器連接起來組成自動測試系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，本節(jié)主要介紹測試軟件主程序的編寫。將測試軟件裝到實(shí)驗(yàn)平臺的所有主控計(jì)算機(jī)上，使實(shí)驗(yàn)平臺正常工作就完成實(shí)驗(yàn)平臺的集成。測試軟件主要運(yùn)用事件結(jié)構(gòu)將每一個(gè)虛擬儀器與濾波器幅頻相頻測試程序結(jié)合起來，通過子面板技術(shù)將虛擬儀器軟面板在子面板顯示框內(nèi)顯示出來。當(dāng)系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)，若用戶需要調(diào)用虛擬任意波形發(fā)生器（一）、虛擬示波器、虛擬任意波形發(fā)生器（二）、虛擬萬用表等虛擬儀器，直接單擊軟面板上的相應(yīng)按鍵即可。進(jìn)入子

46、程序（子VI）進(jìn)行必要的配置，然后就可對儀器進(jìn)行操作（控制）。實(shí)驗(yàn)平臺提供了四套濾波器的測試程序（只能同時(shí)使用兩套），它們是：用33250A發(fā)送信號至濾波器輸入端,54622D測量濾波器輸出端信號（GPIB）；用33250A發(fā)送信號至濾波器輸入端，萬用表測量輸出端信號（GPIB_VXI）；用E1441A發(fā)送信號至濾波器輸入端，示波器測量輸出端信號（VXI_GPIB）；用E1441A發(fā)送信號至濾波器輸入端，萬用表測量濾波器輸出端信號（VXI）。若在實(shí)驗(yàn)平臺使用過程中需要調(diào)用濾波器幅（相、頻特性測量程序，必須先退出之前使用到的GPIB和VXI虛擬儀器，否則將會產(chǎn)生VISA沖突，實(shí)驗(yàn)平臺產(chǎn)生錯(cuò)誤。圖

47、4.1實(shí)驗(yàn)平臺主程序流程圖圖4.2實(shí)驗(yàn)平臺主程序軟面板4.2實(shí)驗(yàn)平臺調(diào)試實(shí)驗(yàn)平臺的調(diào)試主要完成對虛擬任意波形發(fā)生器（一）、虛擬示波器、任意波形發(fā)生器（二）、虛擬萬用表進(jìn)行調(diào)試，驗(yàn)證虛擬儀器的基本功能是否正確。由于每個(gè)儀器的功能眾多，對波形發(fā)生器只選擇對發(fā)送正弦波的幅值、頻率進(jìn)行調(diào)試，對于示波器、萬用表只選擇對正弦波幅值、頻率的測量進(jìn)行調(diào)試。虛擬任意波形發(fā)生器（一）調(diào)試，用開發(fā)出來的虛擬任意波形發(fā)生器（一）產(chǎn)生波形信號，通過示波器手動的測量數(shù)據(jù)，并將所測數(shù)據(jù)與虛擬儀器發(fā)送的參數(shù)比較以確認(rèn)虛擬儀器的正確性。采用無偏移量的VPP為4V正弦波為調(diào)試信號。表4.1虛擬任意波形發(fā)生器（一、調(diào)試數(shù)據(jù)參數(shù)-一

48、頻點(diǎn)10Hz100Hz1K10K100K發(fā)送頻率（KHz）0.0100.1001.00010.00100.0測量頻率（KHz）0.0100.1001.00010.08100.4頻率相對誤差（）0.00.00.00.80.4發(fā)送VPP(V)4.004.004.004.004.00測量VPP(V)4.094.094.094.094.19VPP相對誤差（）2.252.252.252.254.75由測量數(shù)據(jù)可知，頻率相對誤差和VPP相對誤差都很小，說明虛擬任意波形發(fā)生器（一）在頻段10Hz至lOOKHz是比較穩(wěn)定的，符合設(shè)計(jì)要求。虛擬示波器調(diào)試，用任意波形發(fā)生器手動產(chǎn)生波形信號，通過開發(fā)出來的虛擬示波

49、器測量數(shù)據(jù)，并將所發(fā)送的波形的參數(shù)與虛擬儀器測量的數(shù)據(jù)比較以確認(rèn)虛擬儀器的正確性，采用無偏移量的VPP為4V正弦波為測試信號。表4.2虛擬示波器調(diào)試數(shù)據(jù)參數(shù)頻點(diǎn)lOHz1OOHz1K1OK1OOK發(fā)送頻率（KHz）O.O1OO.1OO1.OOO1O.OO1OO.OO測量頻率（KHz）O.O1OO.1OOO.9991O.OO1OO.3O頻率相對誤差（%）O.OO.OO.1O.OO.3發(fā)送VPP（V）4.OO4.OO4.OO4.OO4.OO測量VPP(V)3.933.983.984.OO4.O8VPP相對誤差（）1.75O.5OO.5OO.OO2.OO由測量數(shù)據(jù)可以說明虛擬示波器在頻段10Hz至l

50、OOKHz是比較穩(wěn)定的，而且所測數(shù)據(jù)誤差較小，符合設(shè)計(jì)要求。虛擬任意波形發(fā)生器（二）調(diào)試，用開發(fā)出來的虛擬任意波形發(fā)生器（二）產(chǎn)生波形信號，通過示示波器手動的測量數(shù)據(jù)，并將所測數(shù)據(jù)與虛擬儀器發(fā)送的參數(shù)對比以確認(rèn)虛擬儀器的正確性。采用無偏移量的VPP為4V正弦波為測試信號。表4.3虛擬任意波形發(fā)生器（二）調(diào)試數(shù)據(jù)參數(shù)頻點(diǎn)1OHz1OOHz1K1OK1OOK發(fā)送頻率（KHz）O.O1OO.1OO1.OO1O.OO1OO.OO測量頻率（KHz）O.O1OO.1OO1.OO1O.OO1OO.OO頻率相對誤差O.OO.OO.OO.OO.O發(fā)送VPP（V）（%）4.OO4.OO4.OO4.OO4.OO測量

51、VPP(V)3.953.983.964.O34.O5VPP相對誤差（）1.25O.5O1.OOO.751.25由測量數(shù)據(jù)可以說明虛擬任意波形發(fā)生器（二）在頻段10Hz至lOOKHz是比較穩(wěn)定的，而且所測數(shù)據(jù)誤差較小，符合設(shè)計(jì)要求。虛擬萬用表調(diào)試，用任意波形發(fā)生器手動產(chǎn)生波形信號，通過開發(fā)出來的虛擬萬用表測量數(shù)據(jù)，并將所發(fā)送的波形的參數(shù)與虛擬儀器測量的數(shù)據(jù)比較以確認(rèn)虛擬儀器的正確性，采用無偏移量的幅值為2V的正弦波為測試信號。虛擬萬用表采集回來的是電壓信號的有效值，因此比較時(shí)是先將發(fā)送的信號幅值轉(zhuǎn)換成有效值后再與采集回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。表4.4虛擬萬用表調(diào)試數(shù)據(jù)參數(shù)一一頻點(diǎn)10Hz50Hz100

52、Hz1K10K100K發(fā)送頻率（KHz）0.0100.0500.1001.00010.00100.00測量頻率（KHz）0.0100.0500.1001.00010.0099.99頻率相對誤差（）0.000.000.000.000.000.01發(fā)送幅值（V）2.002.002.002.002.002.00測量值（V）1.07-1.801.4181.4291.4141.4151.408有效值相對誤差（%）28.000.281.060.000.070.42由調(diào)試數(shù)據(jù)可以說明虛擬萬用表在頻段50Hz至lOOKHz是比較穩(wěn)定的，而且所測數(shù)據(jù)誤差較小，符合設(shè)計(jì)目標(biāo)。但是在頻點(diǎn)10Hz處測量的頻率準(zhǔn)確但是

53、電壓值偏差較大。4.3實(shí)驗(yàn)平臺功能驗(yàn)證自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺主要完成對交直流電壓電流、電阻、幅值、頻率、周期、相位等基本參量以及濾波器幅頻特性的測試，其測量的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)平臺的實(shí)用性。因此需要對實(shí)驗(yàn)平臺各個(gè)基本參量進(jìn)行測試驗(yàn)證，以確保實(shí)驗(yàn)平臺的準(zhǔn)確值和運(yùn)用在自動測試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)可靠性。直流電壓測量驗(yàn)證，手動調(diào)節(jié)電壓源電壓值，先用模擬萬用表進(jìn)行測量并記錄數(shù)據(jù)，然后用萬用表模塊虛擬儀器進(jìn)行測量。表4.5直流電壓測量驗(yàn)證數(shù)據(jù)模擬萬用表測量值（V）-8.007-3.995-2.0062.0063.9958.007虛擬萬用表測量值（V）-8.009-3.997-2.0062.0063.9968.009

54、相對誤差（）0.0100.0500.0000.0000.0250.025結(jié)論：實(shí)驗(yàn)平臺對直流電壓的測量是準(zhǔn)確的。直流電流測量驗(yàn)證，手動調(diào)節(jié)電流源電流值，先用模擬萬用表進(jìn)行測量并記錄數(shù)據(jù),然后用萬用表模塊虛擬儀器進(jìn)行測量。表4.6直流電流測量驗(yàn)證數(shù)據(jù)模擬萬用表電流測量值（A）0.0971.0012.001虛擬萬用表電流測量值（A）0.097151.001512.00364相對誤差（）0.150.050.32結(jié)論：實(shí)驗(yàn)平臺對直流電流測量是準(zhǔn)確的。電阻值測量驗(yàn)證，選擇不同阻值的電阻，先用模擬萬用表進(jìn)行測量并記錄數(shù)據(jù)，然后用萬用表虛擬儀器進(jìn)行測量。表4.7電阻測量驗(yàn)證數(shù)據(jù)電阻表稱值10Q100Q100

55、0Q10K100K1M模擬萬用表測量值10.63Q99.95Q980.0Q9.77K99.3K0.9979M虛擬萬用表測量值10.52Q99.58Q979.1Q9.78K98.7K0.9981M模擬/虛擬表之差0.11Q0.37Q0.9Q0.01K0.5K0.002M結(jié)論：實(shí)驗(yàn)平臺對電阻的測量是準(zhǔn)確的。幅值測量驗(yàn)證，使用任意波形發(fā)生器產(chǎn)生幅值不同頻率相同的正弦信號，分別用示波器虛擬儀器和萬用表虛擬儀器進(jìn)行測量。（產(chǎn)生的波形頻率為lOKHz）表4.8幅值測量驗(yàn)證數(shù)據(jù)波形幅值（V）0.250.51.02.03.04.05.0虛擬示波器測量值（V）0.270.531.032.033.044.065.

56、03相對誤差（）8.006.003.001.501.331.500.60虛擬萬用表測量值（V）0.1770.3550.7051.4112.1102.8113.516有效值相對誤差（）0.110.560.280.210.520.600.53結(jié)論：實(shí)驗(yàn)平臺對幅值的測量是準(zhǔn)確的。頻率測量驗(yàn)證，使用任意波形發(fā)生器產(chǎn)生頻率不同幅值相同的正弦信號，分別用示波器虛擬儀器和萬用表虛擬儀器進(jìn)行測量。（產(chǎn)生的波形幅度為2V）表4.9頻率測量驗(yàn)證數(shù)據(jù)波形頻率10Hz100Hz1KHz10KHz100KHz1MHz虛擬示波器測量值10.0099.901.0010.00100.180.999相對誤差（）0.000.10

57、0.000.000.180.10虛擬萬用表測量值10.01100.050.9999.99999.9950.997相對誤差（）0.100.0500.0100.0100.0050.300結(jié)論：實(shí)驗(yàn)平臺對頻率的測量是準(zhǔn)確的。濾波器幅頻特性曲線測試驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)平臺可以選擇GPIB儀器或VXI模塊進(jìn)行濾波器幅頻曲線的測試。實(shí)驗(yàn)板上有低通、高通、帶通等三種濾波器，主要介紹低通濾波器測試驗(yàn)證。分別使用基于GPIB儀器和VXI模塊濾波器幅頻特性測試程序進(jìn)行對低通濾波器測試。將采集回來的濾波器幅頻特性數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)時(shí)手動測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并對兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)報(bào)告用紙第22

58、頁共30頁表4.10幅頻特性測試(GPIB)虛擬儀器驗(yàn)證數(shù)據(jù)發(fā)送F(KHz)0.1123456789手動測量VPP(V)4.004.004.004.003.993.943.823.603.303.00自動測量VPP(V)3.993.973.994.003.993.933.803.583.292.95VPP|(V)0.010.030.010.000.000.010.020.020.010.05發(fā)送F(KHz)10111213141516171819手動測量VPP(V)2.652.302.121.821.651.471.301.121.030.92自動測量VPP(V)2.642.362.111.8

59、01.631.451.301.091.000.93|VPP|(V)0.010.060.010.020.020.020.000.030.030.01表4.10說明實(shí)驗(yàn)平臺中使用基于GPIB儀器編寫的濾波器測試程序?qū)?shí)驗(yàn)板上的低通濾波器測試誤差較小，符合設(shè)計(jì)目標(biāo)。表4.11幅頻特性測試(VXI)虛擬儀器驗(yàn)證數(shù)據(jù)發(fā)送F(KHz)0.1123456789手動測量VPP(V)4.004.004.004.003.993.943.823.603.303.00自動測量(V)4.054.004.014.024.003.933.793.583.283.28|VPP|0.050.000.010.020.010.01

60、0.030.020.020.02發(fā)送F(KHz)10111213141516171819手動測量VPP(V)2.652.302.121.821.651.471.301.121.030.92自動測量VPP(V)3.262.312.021.771.561.381.221.090.980.88|VPP|0.390.010.100.050.090.090.080.030.050.04表4.11說明實(shí)驗(yàn)平臺中使用基于VXI模塊儀器編寫的濾波器測試程序?qū)?shí)驗(yàn)板上的低通濾波器測試誤差較小，符合設(shè)計(jì)目標(biāo)。使用如表的比較，可以更加直觀得說明實(shí)驗(yàn)平臺對濾波器幅頻特性測試的準(zhǔn)確性。將手動測量的低通濾波器幅頻特性數(shù)據(jù)