趙云麗

【摘 要】三用表校驗(yàn)儀主要用于校驗(yàn)各種數(shù)字萬用表的設(shè)備，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對(duì)于三用表校驗(yàn)儀的要求也變得越來越高。虛擬儀器技術(shù)是通過使用數(shù)據(jù)采集卡來進(jìn)行校驗(yàn)，然后將測量的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再通過相應(yīng)的軟件來實(shí)現(xiàn)三用表校驗(yàn)儀的各種校驗(yàn)功能，基于虛擬儀器技術(shù)的三用表校驗(yàn)儀在設(shè)計(jì)上更趨于智能化，在使用上更加便捷。本文就虛擬儀器技術(shù)下對(duì)三用表校驗(yàn)儀設(shè)計(jì)展開分析論述。

【關(guān)鍵詞】虛擬儀器技術(shù)；三用表；校驗(yàn)儀設(shè)計(jì)

隨著計(jì)算機(jī)科技的快速發(fā)展，虛擬儀器技術(shù)在信息采集、自動(dòng)測試和測量儀器方面得到了廣泛的應(yīng)用。三用表校驗(yàn)儀是用來校驗(yàn)各種數(shù)字萬用表的設(shè)備，是質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測試中常用的設(shè)備之一，是電力系統(tǒng)中常用的儀器。三用表校驗(yàn)儀能提供穩(wěn)定的、高精度的交直流電壓、電流、電阻，基于虛擬儀器技術(shù)三用表校驗(yàn)儀有進(jìn)一步的技術(shù)提升，使得測量時(shí)更加方便和快捷。

1 虛擬儀器技術(shù)概述

虛擬儀器技術(shù)是現(xiàn)今研究的熱點(diǎn)之一，是基于電子測量技術(shù)和計(jì)算機(jī)測控相結(jié)合而操作使用的前沿技術(shù)；由計(jì)算機(jī)技術(shù)與軟件、高性能模塊化硬件組合后建立起的既具有強(qiáng)大功能同時(shí)又靈活多變的一種基于計(jì)算機(jī)的測試測量與控制系統(tǒng)，從而改善原來儀器成本高且功能少的情況，虛擬儀器技術(shù)的出現(xiàn)，為測試測量和自動(dòng)化方面帶來了極大的方便，可以說是一場革新[2]。簡單來說，虛擬儀器技術(shù)就是將即用式的技術(shù)，結(jié)合經(jīng)過創(chuàng)新改良的軟硬件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)嵌入式設(shè)計(jì)、工業(yè)控制和測試測量操作。

1.1 虛擬儀器的概念

虛擬儀器中的“虛擬”二字有兩層含義，其一是虛擬的儀器面板，其二就是NI公司的提出的軟件即儀器的概念，通過對(duì)軟件的使用來實(shí)現(xiàn)儀器的測量功能。虛擬儀器技術(shù)與傳統(tǒng)的儀器一樣，一般分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析處理和顯示結(jié)果三個(gè)模塊。

2 三用表校驗(yàn)儀的主要用途

目前多種電子測量儀器層出不窮并且發(fā)展迅速，在眾多的測驗(yàn)儀器中，簡單方便且靈活易操作得以廣泛使用的一定還是萬用表，萬用表變自身具有低成本、易攜帶、維修方便等特點(diǎn)，成為在測量方面必備的測量工具；并且在今后很長的一段時(shí)期內(nèi)仍將是我國在測量測試方面使用最為普遍的儀表。而三用表校驗(yàn)儀作為檢定萬用表的標(biāo)準(zhǔn)儀器，可以說是為檢定萬用表而專門設(shè)計(jì)的，準(zhǔn)確度高，直流、交流電量的輸出量均根據(jù)萬用表的要求而設(shè)計(jì)的；因此，在測定的過程中，我們只需要將三用表校驗(yàn)儀的各量程與被檢定的萬用表的量程進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)即可。

3 三用表校驗(yàn)儀的常見故障分析

三用表校驗(yàn)儀在對(duì)萬用表的鑒定工作中固然使用方便，但儀表器械總有故障會(huì)出現(xiàn)，對(duì)于三用表校驗(yàn)儀存在的故障點(diǎn)進(jìn)行檢測和判斷，是保障三用表校驗(yàn)儀正常工作的關(guān)鍵點(diǎn)所在，也是一項(xiàng)具有很強(qiáng)綜合性技術(shù)的工作；所以需要相應(yīng)的額工作人員具備一定的專業(yè)知識(shí)和基礎(chǔ)，才能更好地完成故障點(diǎn)檢測和維護(hù)工作。以DO30型來說，三用表校驗(yàn)儀的常見故障形式有：

首先，是精度故障，主要指整機(jī)技術(shù)參數(shù)的超差和部分超差；而出現(xiàn)整體超差的原因多為表頭和振蕩信號(hào)質(zhì)量較差，部分超差故障的原因基本上是指示電路中元器件的變質(zhì)或短路等[3]。其次，是性能方面面故障，通常出現(xiàn)這一故障時(shí)三用表校驗(yàn)儀的表象為整機(jī)無輸出、無指示、無保護(hù)或過保護(hù)等；在對(duì)其進(jìn)行故障診斷的前提條件是正畸供電系統(tǒng)正常，根據(jù)出廠時(shí)提供的儀器交直流信號(hào)通路的各工作點(diǎn)檢測值進(jìn)行參考，若與其參考值區(qū)別過大則說明為故障區(qū)。還有穩(wěn)定性故障，一般為輸出不穩(wěn)定、表頭存字多，通常的將儀器的輸出端與標(biāo)準(zhǔn)電壓表相連接，來鑒定出現(xiàn)不穩(wěn)定的原因是顯示還是輸出，還是兩者同時(shí)存在。如果是顯示的問題則需要進(jìn)一步檢測振蕩板的交流信號(hào)的穩(wěn)定性、失真度超差等。

對(duì)故障的判斷需要根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行具體的分析，這就要求工作人員的綜合能力要足夠高；判斷故障的常用方法有：

第一，觀察法，通過觀察是否存在冒煙、變色和斷線等現(xiàn)象，來判斷是否存有故障；第二，測試法，主要是在不通電的前提下，對(duì)各點(diǎn)之間或點(diǎn)與地之間進(jìn)行電阻、元器件等的數(shù)值和性能進(jìn)行相應(yīng)的測量，以準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)；第三，是替代法，將確認(rèn)正常的部件將可能存有故障的器件進(jìn)行替換，以此查看三用表校驗(yàn)儀的情況，但需要注意的是，每次替換的時(shí)候一定要單件的替換，不可多個(gè)部件同時(shí)操作，這樣更不利于對(duì)故障點(diǎn)的判斷。

4 基于虛擬儀器技術(shù)的三用表校驗(yàn)儀設(shè)計(jì)

虛擬儀器的軟件系統(tǒng)是虛擬儀器的核心，強(qiáng)調(diào)軟件在虛擬儀器中的重要位置。虛擬儀器系統(tǒng)地軟件通常包含有軟件、儀器驅(qū)動(dòng)軟件和通用I/O接口。其中儀器驅(qū)動(dòng)軟件是處理與特定儀器進(jìn)行控制通信的軟件，是連接上層應(yīng)用程序與底層I/O接口的中介，同時(shí)也是虛擬儀器的核心。而通用I/O接口則是為了完成對(duì)儀器的寄存器進(jìn)行數(shù)據(jù)存取的操作，是儀器重要的信息傳遞媒介。數(shù)據(jù)分析處理軟件，通過計(jì)算機(jī)的快速運(yùn)行能力和虛擬儀器豐富的函數(shù)庫資料，完成對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析任務(wù)。儀器面板控制軟件適用于連接用戶和儀器的紐帶。

軟件開發(fā)平臺(tái)通常使用較多的是NI公司和HP公司，其中NI公司的平臺(tái)軟件尤其適合，對(duì)計(jì)算機(jī)沒有牢固基礎(chǔ)或熟練操作能力的用戶使用。

虛擬儀器四通的設(shè)計(jì)過程，一般需要對(duì)其進(jìn)行需求分析、方案設(shè)計(jì)，然后再根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行下一步的具體步驟細(xì)化走向。

對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程步驟進(jìn)行分析，首先測試需求分析部分，主要是為分析被測參數(shù)的形式、范圍以及數(shù)據(jù)，包括相應(yīng)的一些性能指標(biāo)的測試，完成功能需求的分析等；系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)是流程的第二部分，也是很重要的一個(gè)步驟，其主要任務(wù)是根據(jù)實(shí)際情況，完成測試任務(wù)，進(jìn)而給出確定的設(shè)計(jì)測試方案，幫助完成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；系統(tǒng)的軟件和硬件設(shè)計(jì)，軟件部分通常是對(duì)具體的開發(fā)環(huán)境的選擇、完成驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)和一些上層應(yīng)用軟件的開發(fā)等；硬件是根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目情況或自制或購買。維護(hù)修改和完善是后續(xù)的工程步驟，主要是針對(duì)已完成的系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的功能測試，定期進(jìn)行檢測維護(hù)，對(duì)存在的問題及時(shí)維修，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化等功能。

基于這樣的流程步驟下設(shè)計(jì)出的三用表，在原有的基礎(chǔ)上更智能化，提升了三用表的檢測效率，更加節(jié)省了大量的人力和物力；隨著科技水平的不斷發(fā)展，基于虛擬儀器的三用表設(shè)計(jì)一定會(huì)更加智能高效，在實(shí)際檢測工作中發(fā)揮出更大的作用。

5 結(jié)語

社會(huì)各方面都是在不斷發(fā)展變化的，虛擬儀器也正在向功能綜合化方向發(fā)展，比如提高精準(zhǔn)度、可靠性，操作方面更簡單便捷等功能，都是虛擬儀器在未來發(fā)展中可能實(shí)現(xiàn)的具體功能。虛擬儀器的出現(xiàn)，是對(duì)與之相關(guān)的各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的一次革命，具有深遠(yuǎn)的意義，通過對(duì)虛擬儀器、虛擬儀器技術(shù)、三用表校驗(yàn)儀有關(guān)方面進(jìn)行細(xì)致分析，對(duì)測量測驗(yàn)工作提供了極大的便利。使用虛擬儀器技術(shù)，相關(guān)的工作人員可以更高效更優(yōu)質(zhì)地完成工作，三用表校驗(yàn)儀在這其中就為工作人員對(duì)萬用表的檢測工作，在原有的基礎(chǔ)上提高了工作效率，并且節(jié)省了更多的時(shí)間和精力。隨著科技水平的不斷提高，虛擬儀器技術(shù)也在進(jìn)行著創(chuàng)新和改變，相信未來虛擬儀器技術(shù)與多種科學(xué)技術(shù)相融合，會(huì)上升至一個(gè)全新的高度，為測量工作提供更大的便利。

【參考文獻(xiàn)】

[1]丁志萍.三用表校驗(yàn)儀在計(jì)量檢定部門的應(yīng)用[J].西鐵科技，2006，03：38-39.

[2]張路.數(shù)字式三用表校驗(yàn)儀原理與維修[J].計(jì)量與測試技術(shù)，2008，08：51-53.

[3]路亞峰，陳義軍，溫新岐，孫國忠，蔣先念.虛擬儀器技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J].國外電子測量技術(shù)，2010，11：35-37.

[責(zé)任編輯：楊玉潔]