趙俊巖

(中國人民解放軍92601部隊(duì)，湛江 524009)

0　引言

隨著電子設(shè)備的復(fù)雜程度不斷加大，對(duì)其生產(chǎn)和調(diào)試過程中使用的電源也提出了更高的要求，由此源/測(cè)量單元儀器應(yīng)運(yùn)而生。GS610 Source Measure Unit是一款源/測(cè)量單元儀器的代表，他可作為恒定電壓源/恒定電流源、掃描電壓/電流源、脈沖發(fā)生器、任意波形發(fā)生器，并具有輸出的同時(shí)測(cè)量電壓/電流/電阻的功能，其實(shí)質(zhì)是在單臺(tái)儀器中整合了恒定電壓源、恒定電流源、電壓表、電流表以及在這些功能之間自由切換的能力。該類儀器在工業(yè)、測(cè)試、制造和教育等行業(yè)中有著大量的應(yīng)用。這類儀器均將LAN接口作為標(biāo)準(zhǔn)配置，就如何通過其LAN接口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制方面的內(nèi)容，在說明書中涉及到的非常少，且描述不詳細(xì)，這給使用者帶來了不少的麻煩，針對(duì)這種現(xiàn)狀結(jié)合我們的應(yīng)用情況，下面就涉及到的技術(shù)問題進(jìn)行一下探討，希望能給讀者帶來一些益處。

1　源/測(cè)量單元儀器連接方式

對(duì)于源/測(cè)量單元儀器要連接到 DUT(被測(cè)設(shè)備)上，可以選擇二線或四線制連接類型。如果要簡(jiǎn)化連接，可使用二線制連接，只連接OUTPUT端子。要進(jìn)行四線制連接，即同時(shí)使用OUTPUT和SENSE端子，將OUTPUT和SENSE線同時(shí)連接到DUT的端子，這樣可以最大程度地減少由測(cè)試引線或電纜的殘余電阻造成的測(cè)量誤差，此連接對(duì)于低電阻測(cè)量和高電流測(cè)量有效。源/測(cè)量單元儀器測(cè)試連接方式示意圖如圖1所示。從圖中可以看出通過將電流表串聯(lián)在回路和將電壓表并聯(lián)在回路，分別測(cè)量得到電壓輸出時(shí)的回路電流，電流輸出時(shí)的回路電壓，以及通過得到的電壓和電流計(jì)算得到回路電阻，由此將該類儀器稱為源/測(cè)量單元儀器。

圖1　源/測(cè)量單元儀器測(cè)試連接方式示意圖

2　LAN連接及參數(shù)設(shè)置

2.1　連接到 LAN

GS610支持站點(diǎn)LAN連接，站點(diǎn)LAN是一種局域網(wǎng)，通過支持LAN的儀器和計(jì)算機(jī)通過路由器、集線器和/或交換機(jī)連接到網(wǎng)絡(luò)，如圖2所示，它適用于大型、集中管理的網(wǎng)絡(luò)，并提供如DHCP和DNS服務(wù)器等服務(wù)。GS610還支持一對(duì)一的連接，如圖3所示，但不支持直接利用網(wǎng)線實(shí)現(xiàn)儀器與計(jì)算機(jī)一對(duì)一的連接，這一點(diǎn)要特別注意，否則儀器設(shè)備通訊無法實(shí)現(xiàn)。

圖2　GS610與100BASE-TX網(wǎng)絡(luò)連接

圖3　GS610與PC連接

2.2　LAN參數(shù)設(shè)置

在利用LAN接口對(duì)源/測(cè)量單元儀器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制時(shí)，對(duì)其IP地址、子網(wǎng)掩碼和默認(rèn)網(wǎng)關(guān)等參數(shù)，應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況進(jìn)行必要的設(shè)置。設(shè)置時(shí)點(diǎn)擊儀器前面板上的“MISC”→“ Remote I/F” →“LAN”→選擇“DHCP”為“On ”或“Off”( DHCP為動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議，是向網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備自動(dòng)分配動(dòng)態(tài)IP地址的協(xié)議)。一般而言，DHCP是配置GS610通過LAN接口進(jìn)行遠(yuǎn)程通信最簡(jiǎn)單的方法。將DHCP選擇為On，將使用DHCP自動(dòng)分配IP地址。儀器在出廠時(shí)LAN設(shè)置已配置為使用DHCP服務(wù)器，從網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)獲取IP地址。請(qǐng)注意，這可能需要1min時(shí)間，DHCP服務(wù)器將通過動(dòng)態(tài)DHCP服務(wù)器注冊(cè)儀器的主機(jī)名。而后，就可使用主機(jī)名或IP地址與儀器進(jìn)行通訊。

在自研自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中需要將DHCP選擇為Off，而后，手動(dòng)設(shè)置“IP Address”、“Subnet Mask”和“Default Gateway”參數(shù)，其設(shè)置過程是按相應(yīng)的鍵后，利用儀器前面板右邊的數(shù)字鍵盤輸入相應(yīng)的值即可。他們的具體內(nèi)容如何完全取決于網(wǎng)絡(luò)配置情況。

手動(dòng)設(shè)置的效果如何，可以使用National Instruments公司的 Measurement & Automation Explorer(通常簡(jiǎn)稱MAX)實(shí)用程序，添加GS610儀器并進(jìn)行連接驗(yàn)證。要添加儀器請(qǐng)運(yùn)行“MAX”程序→“我的系統(tǒng)”→“設(shè)備接口”→“網(wǎng)絡(luò)設(shè)備”→“Create New VISA TCP/IP Resource”→選擇“Manual Entry of Raw Socket”，在“Hostname or IP address”框輸入“196.254.2.40”，在“Port Number”中輸入“7655”后，按“Validate”鍵，注意如果操作不成功會(huì)彈出“位置信息不足或系統(tǒng)中不存在該設(shè)備或資源”信息，若操作成功的話會(huì)彈出“Success open a VISA session to TCPIP0::196.254.2.40:7655::Socket”信息。現(xiàn)在可以使用MAX中的“Open VISA Test Panel”與儀器通訊，或使用各種編程環(huán)境對(duì)儀器進(jìn)行編程，還可以使用計(jì)算機(jī)上的 Web 瀏覽器連接儀器。其中“Port Number”的值為“7655”，是該儀器的默認(rèn)值，使用者不能修改，儀器使用說明書中也沒有關(guān)于它的描述，只能運(yùn)行內(nèi)置Web服務(wù)器后，在Status項(xiàng)中觀看到，如果他的值不是7655的話操作不會(huì)成功，后續(xù)的工作根本無法進(jìn)行，這一點(diǎn)使用者要特別注意。

Port Number端口是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊的地址端口，用于SCPI套接口服務(wù)，即可用于發(fā)送和接收ASCII/SCPI命令、查詢和查詢響應(yīng)。由于GS610儀器端口號(hào)不可變，所以，網(wǎng)絡(luò)上只能對(duì)其一臺(tái)儀器進(jìn)行控制，而類似的Agilent B2900產(chǎn)品允許同時(shí)建立最多四個(gè)儀器連接。

3　通過 LAN接口進(jìn)行控制

3.1　使用儀器內(nèi)置Web服務(wù)器控制儀器

在IE瀏覽器地址中輸入169.254.2.40IP地址，而后，在主網(wǎng)頁點(diǎn)擊“Remote Panel”，出現(xiàn)如圖4所示的界面。在該界面中點(diǎn)擊相應(yīng)的鍵，就像操作本地實(shí)物儀器一樣遠(yuǎn)程快速輕松地設(shè)置輸出信號(hào)和執(zhí)行相應(yīng)的測(cè)量。例如點(diǎn)擊界面上的“OUTPUT”鍵，就可以控制儀器有無信號(hào)輸出。該方法利用了GS610源/測(cè)量單元儀器內(nèi)置的Web服務(wù)器功能，這樣可以方便地和GS610進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊，而無需驅(qū)動(dòng)程序和設(shè)計(jì)程序。但是如果構(gòu)建自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的話，上述方法存在很多不便，有必要和必須自己設(shè)計(jì)程序，這就是下面需要探討的問題。

圖4　內(nèi)置Web服務(wù)器控制界面

3.2　通過編程控制儀器

圖5　GS610電壓輸出控制程序

4　結(jié)束語

1)關(guān)于GS610 LabVIEW驅(qū)動(dòng)可以到ni.com網(wǎng)站免費(fèi)下載。同時(shí)在程序設(shè)計(jì)時(shí)系統(tǒng)需要安裝VISA3.0以上驅(qū)動(dòng)程序。

2)需要引起特別注意的是，盡管許多測(cè)試儀器配有LAN端口，但它們并非都能通過LAN和儀器內(nèi)置Web服務(wù)器控制儀器，有些儀器使用LAN端口只是為了與外設(shè)通信。例如Fluke8846A配有LAN端口，但并不具有以上功能，這一點(diǎn)在選購儀器時(shí)要仔細(xì)查看儀器手冊(cè)，以確定其LAN能力。

3)正是由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷的滲透于現(xiàn)代測(cè)量與測(cè)控領(lǐng)域，擴(kuò)大了儀器涉及的地域范圍，為開發(fā)各種系統(tǒng)提供了廣闊的空間和可供多種選擇的余地。

[1]YOKOGAWA GS61 Source Measure Unit Programming Guide

[2]YOKOGAWA GS61 Source Measure Unit User’s Manual

[3]楊林.網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)配置技術(shù).北京：電子工業(yè)出版社，2010

[4]王達(dá).網(wǎng)絡(luò)工程師-接入網(wǎng)與交換網(wǎng).北京：電子工業(yè)出版社，2010

[5]蔣祺，等.基于LabVIEW的動(dòng)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng).國外電子測(cè)量技術(shù)，2010(10)

[6]阮奇楨.我和LabVIEW.北京：航空航天大學(xué)出版社，2009

[7]LabVIEW 2012 Help，National Instrument Corporation ,2012