徐自衡，蔣遠(yuǎn)大，于 強(qiáng)，耿寶明（.中國(guó)科學(xué)院 空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心，北京0090；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 北京00049）

基于串口服務(wù)器的模擬量自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)設(shè)計(jì)

徐自衡1，2，蔣遠(yuǎn)大1，于 強(qiáng)1，耿寶明1
（1.中國(guó)科學(xué)院 空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心，北京100190；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 北京100049）

針對(duì)衛(wèi)星載荷控制器的多通道模擬量信號(hào)標(biāo)定的復(fù)雜性與遠(yuǎn)距離操作成本等問題，本文提出了一種基于串口服務(wù)器的控制器模擬量自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該標(biāo)定系統(tǒng)能夠按照設(shè)計(jì)標(biāo)定流程自動(dòng)執(zhí)行，通過(guò)數(shù)據(jù)注入，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)標(biāo)定流程的實(shí)時(shí)修改。利用上位機(jī)軟件實(shí)時(shí)采集待標(biāo)定信號(hào)，通過(guò)最小二乘算法自動(dòng)計(jì)算出控制器數(shù)字量與實(shí)際輸入電壓模擬信號(hào)的線性擬合系數(shù)—K、B系數(shù)。并結(jié)合實(shí)際輸入信號(hào)對(duì)標(biāo)定后的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行精度校驗(yàn)，控制標(biāo)定相對(duì)誤差不超過(guò)1％。

串口服務(wù)器；數(shù)據(jù)注入；模擬量標(biāo)定；最小二乘算法

SJ-10衛(wèi)星驅(qū)動(dòng)控制盒（以下簡(jiǎn)稱驅(qū)動(dòng)控制盒）為服務(wù)于SJ-10衛(wèi)星7臺(tái)實(shí)驗(yàn)載荷設(shè)備的通用控制裝置。驅(qū)動(dòng)控制盒FPGA采集載荷傳感器反饋的模擬量輸入信號(hào)，轉(zhuǎn)化為固定數(shù)據(jù)包格式傳送至上位機(jī)控制軟件。模擬量輸入信號(hào)標(biāo)定軟件（以下簡(jiǎn)稱標(biāo)定軟件）對(duì)反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行線性校正后，將實(shí)際載荷狀態(tài)數(shù)據(jù)（主要包括溫度、壓力、濕度等）準(zhǔn)確的反饋給實(shí)驗(yàn)人員。標(biāo)定系統(tǒng)基于串口服務(wù)器，利用以太網(wǎng)與分布在各實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)的串口設(shè)備進(jìn)行通信，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制下位機(jī)的模擬量信號(hào)輸入通路的繼電器，電機(jī)運(yùn)行與HP34401A萬(wàn)用表采集。以HP34401A萬(wàn)用表測(cè)量得到的信號(hào)源的電壓Vi作為輸入信號(hào)模擬量標(biāo)定的基準(zhǔn)值，同時(shí)解析驅(qū)動(dòng)控制盒反饋的該信號(hào)源經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的值數(shù)字量Di。得到一系列Vi和Di值后，運(yùn)用最小二乘算法［1-3］計(jì)算出該組數(shù)據(jù)的線性擬合系數(shù)，即K和B系數(shù)。將輸入信號(hào)電壓范圍等分為16段，進(jìn)行分段線性化處理［4］。最后對(duì)標(biāo)定結(jié)果的進(jìn)行精度校驗(yàn)。標(biāo)定結(jié)果表明，標(biāo)定軟件能夠自動(dòng)按照標(biāo)定流程完成線性校正，并控制精度相對(duì)誤差在1％以內(nèi)，滿足空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于物理量測(cè)量的精度要求。

1　模擬量標(biāo)定控制系統(tǒng)介紹

基于串口服務(wù)器的模擬量標(biāo)定系統(tǒng)由串口服務(wù)器，HP34401A數(shù)字萬(wàn)用表，驅(qū)動(dòng)控制盒，直流電機(jī)模擬信號(hào)輸入系統(tǒng)組成。串口服務(wù)器設(shè)備分散在各個(gè)需要模擬量標(biāo)定的實(shí)驗(yàn)設(shè)備調(diào)試地點(diǎn)，由直連網(wǎng)線接入以太網(wǎng)。串口服務(wù)器擁有獨(dú)立固定IP，并為其下各串口設(shè)備配置固定端口號(hào)。每組標(biāo)定系統(tǒng)需要3個(gè)串口，包括兩個(gè)RS232串口，負(fù)責(zé)與萬(wàn)用表和輸入信號(hào)控制器通信，一個(gè)RS422串口，與驅(qū)動(dòng)控制盒通信。標(biāo)定過(guò)程由上位機(jī)軟件進(jìn)行控制，通過(guò)標(biāo)定軟件的運(yùn)算，按照標(biāo)定流程設(shè)置時(shí)刻向信號(hào)源系統(tǒng)發(fā)送控制指令，下位機(jī)將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送至各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，為驅(qū)動(dòng)控制盒提供標(biāo)定所需的輸入信號(hào)。通過(guò)上位機(jī)軟件的標(biāo)定界面配置萬(wàn)用表測(cè)量基準(zhǔn)輸入信號(hào)電壓值的量程、精度、采集頻率等參數(shù)；控制器模擬量輸入信號(hào)參數(shù)設(shè)置、控制盒FPGA通信設(shè)置以及控制盒反饋數(shù)據(jù)包采集頻率。配置參數(shù)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送給指定目標(biāo)串口服務(wù)器對(duì)應(yīng)的各個(gè)串口。模擬數(shù)字電壓信號(hào)測(cè)量值通過(guò)以太網(wǎng)反饋給上位機(jī)軟件，上位機(jī)軟件利用最小二乘算法計(jì)算線性擬合系數(shù)，再通過(guò)以太網(wǎng)鏈接服務(wù)器，將信號(hào)采集值，K、B系數(shù)，標(biāo)定結(jié)果與精度校驗(yàn)結(jié)果存儲(chǔ)在服務(wù)器的SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)中［5］，SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)具有易用性、適合分布式組的可伸縮性，用于決策支持的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)功能，適用于服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示［6-7］。

圖1　模擬量標(biāo)定控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

2　標(biāo)定系統(tǒng)控制軟件設(shè)計(jì)

標(biāo)定軟件由C#實(shí)現(xiàn)，主要功能包括輸入信號(hào)流程控制，線性擬合系數(shù)計(jì)算，精度校驗(yàn)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

輸入信號(hào)流程控制包括信號(hào)切換與信號(hào)源輸入電壓調(diào)節(jié)，上位機(jī)向網(wǎng)口發(fā)送指令數(shù)據(jù)包，通過(guò)串口繼電器傳向信號(hào)源串口，指令控制繼電器選擇模擬信號(hào)輸入通道。信號(hào)源模塊按照標(biāo)定流程控制直流電機(jī)的速度與位移，調(diào)節(jié)電機(jī)連接的電位器輸出不同大小的電壓值。標(biāo)定流程包含信號(hào)源模塊所有的控制邏輯。上位機(jī)軟件提供合成標(biāo)定流程索引鏈表功能，分為靜態(tài)表，動(dòng)態(tài)表與動(dòng)作表3部分，通過(guò)數(shù)據(jù)表合成最終形成流程控制輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)注入索引鏈表。

線性擬合K、B系數(shù)計(jì)算模塊，利用socket編程與串口服務(wù)器建立通信，基于TCP/IP協(xié)議。標(biāo)定模塊分為兩部分，一部分是基準(zhǔn)模擬輸入信號(hào)電壓的采集，通過(guò)字符型數(shù)據(jù)包遙控HP34401A數(shù)字萬(wàn)用表完成的。萬(wàn)用表收到指令后，按設(shè)定時(shí)間間隔通過(guò)套接字回傳測(cè)量數(shù)據(jù)值。上位機(jī)對(duì)接收到電壓采集值數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析；另一部分是對(duì)控制器輸入信號(hào)數(shù)字量的采集，相應(yīng)采集值需對(duì)固定格式數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析后得到模擬輸入信號(hào)數(shù)字量。最后該模塊自動(dòng)對(duì)兩部分采集表按時(shí)間進(jìn)行內(nèi)連接，形成模擬量與數(shù)字量對(duì)應(yīng)的合表，方便后續(xù)標(biāo)定計(jì)算。

精度校驗(yàn)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，將標(biāo)定數(shù)字信號(hào)的定義域范圍等分為16段，每一段上采集n組數(shù)字模擬信號(hào)對(duì)，采用最小二乘法進(jìn)行線性擬合，得到K、B補(bǔ)償系數(shù)，并計(jì)算補(bǔ)償結(jié)果。與萬(wàn)用表采集得到的基準(zhǔn)輸入信號(hào)進(jìn)行相對(duì)誤差校驗(yàn)。軟件功能模塊圖如圖2所示。

3　輸入信號(hào)流程控制

輸入信號(hào)控制電路，主要控制芯片為dsPIC33F MCU，負(fù)責(zé)處理外部指令和PID計(jì)算，控制驅(qū)動(dòng)電路。注入串口命令主要包括以下3種指令格式：繼電器選通指令、電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整指令、電機(jī)位移調(diào)整指令。其中上位機(jī)對(duì)下位機(jī)發(fā)送的指令數(shù)據(jù)包中數(shù)值為十六進(jìn)制數(shù)據(jù)包形式向下位機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)送數(shù)據(jù)注入，指令數(shù)據(jù)注入格式見表1。下位機(jī)信號(hào)源模塊會(huì)對(duì)收到的鍵值對(duì)指令進(jìn)行解析，修改配置地址上的狀態(tài)值，從而達(dá)到控制繼電器開合與電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的目的。

為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)完成多路輸入信號(hào)的標(biāo)定工作，整個(gè)標(biāo)定過(guò)程對(duì)于信號(hào)通路的切換，輸入信號(hào)調(diào)整的信息存放在標(biāo)定流程表中。控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)在指定時(shí)間點(diǎn)檢索流程表中配置的動(dòng)作，準(zhǔn)確控制所有8個(gè)通路全部的標(biāo)定流程。

圖2　模擬量標(biāo)定控制軟件功能模塊圖

表1　數(shù)據(jù)注入指令格式表

3.1標(biāo)定流程配置表設(shè)計(jì)

上位機(jī)系統(tǒng)通過(guò)檢索標(biāo)定流程總表控制整個(gè)標(biāo)定流程，總表包含3類配置分表：靜態(tài)配置表，動(dòng)態(tài)標(biāo)定流程表，動(dòng)作信息表?？偙碛?個(gè)靜態(tài)配置表與m個(gè)動(dòng)態(tài)流程表與n個(gè)動(dòng)作信息表組成，并以1_m_n為文件名命名。

1）靜態(tài)配置表

靜態(tài)配置表中包含輸入信號(hào)源模塊的3種指令的配置3種動(dòng)作指令條數(shù)，格式見表2。

表2　靜態(tài)配置表格式

2）動(dòng)態(tài)流程表

動(dòng)態(tài)流程表主要由三部分構(gòu)成動(dòng)作序號(hào)，動(dòng)作時(shí)間碼與動(dòng)作ID。其中動(dòng)作時(shí)間碼是指相鄰兩個(gè)執(zhí)行動(dòng)作之間的時(shí)間間隔；動(dòng)作ID是每一個(gè)動(dòng)作配置的檢索號(hào)。動(dòng)作執(zhí)行順序按照動(dòng)態(tài)流程表動(dòng)作序號(hào)順序進(jìn)行，當(dāng)一個(gè)動(dòng)作執(zhí)行時(shí)間等于時(shí)間間隔后，順序向下位機(jī)發(fā)送下一條指令。動(dòng)態(tài)流程表格式如表3所示。

表3　動(dòng)態(tài)流程表格式

3）動(dòng)作信息表

輸入信號(hào)控制模塊中有兩部分機(jī)構(gòu)需要由上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)注入控制，繼電器開關(guān)與電機(jī)運(yùn)行。每類動(dòng)作都需要一列動(dòng)作配置數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)定。每個(gè)動(dòng)作分別存入一張動(dòng)作信息表中。動(dòng)作ID的分配由雙字節(jié)16進(jìn)制數(shù)值確定。三類動(dòng)作ID分配分別為0x1XXX，0x2XXX，0x3XXX，對(duì)應(yīng)三類動(dòng)作表。動(dòng)作ID檢索時(shí)通過(guò)ID號(hào)右移12位確定動(dòng)作表類型，通過(guò)后面12位的數(shù)值檢索其在該類動(dòng)作中具體的動(dòng)作信息表號(hào)，即總表中該類動(dòng)作中的列號(hào)，具體動(dòng)作ID與動(dòng)作信息表類型如表4所示。

表4　動(dòng)作信息表格式

3.2加載執(zhí)行標(biāo)定流程

在生成好靜態(tài)配置表、動(dòng)態(tài)流程表與動(dòng)作信息表后，調(diào)用合成表線程。將三種表合成控制總表。總表名以靜態(tài)配置表數(shù)_動(dòng)態(tài)流程表數(shù)_動(dòng)作信息表數(shù).xlsx命名，總表列以靜態(tài)動(dòng)態(tài)動(dòng)作順序排列。

讀取靜態(tài)配置表中各類動(dòng)作的個(gè)數(shù)，確定總表中動(dòng)作信息表列的排放順序，方便檢索。同時(shí)動(dòng)作條數(shù)存入全局變量，在整個(gè)標(biāo)定過(guò)程中每類動(dòng)作個(gè)數(shù)不發(fā)生改變。

根據(jù)選擇標(biāo)定流程下拉框中的選項(xiàng)索引到對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)流程表，并將動(dòng)作時(shí)間碼與執(zhí)行動(dòng)作ID分別存入對(duì)應(yīng)時(shí)間與ID號(hào)的數(shù)組中。通過(guò)上位機(jī)計(jì)時(shí)器，在計(jì)時(shí)器時(shí)間等于動(dòng)作時(shí)間碼后自動(dòng)將兩個(gè)數(shù)組的下標(biāo)加1，執(zhí)行下一個(gè)動(dòng)作。

動(dòng)作流程表的加載是在執(zhí)行標(biāo)定流程時(shí)進(jìn)行，上位機(jī)讀取動(dòng)態(tài)表中動(dòng)作ID號(hào)后，準(zhǔn)確檢索到所需的指定動(dòng)作，加載動(dòng)作信息配置，并將配置信息數(shù)據(jù)包發(fā)送給下位機(jī)執(zhí)行系統(tǒng)。

4　遠(yuǎn)程輸入信號(hào)采集

4.1socket網(wǎng)絡(luò)編程

標(biāo)定系統(tǒng)基于串口服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程標(biāo)定，故上位機(jī)與下位機(jī)間的通信是基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行的。標(biāo)定系統(tǒng)串口服務(wù)器采用上海寬域工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有限公司生產(chǎn)的PowerPort N1S08-485C-ET型串口服務(wù)器，設(shè)置串口服務(wù)器同時(shí)支持服務(wù)器和客戶機(jī)方式，監(jiān)聽并接收遠(yuǎn)方客戶機(jī)的網(wǎng)絡(luò)鏈接請(qǐng)求，同時(shí)也主動(dòng)請(qǐng)求與上位機(jī)的網(wǎng)絡(luò)鏈接，在串口接受到數(shù)傳時(shí)作為客戶機(jī)請(qǐng)求與上位機(jī)建立網(wǎng)絡(luò)鏈接，上位機(jī)作為服務(wù)器，監(jiān)聽并接收串口服務(wù)器回傳的數(shù)據(jù)；當(dāng)上位機(jī)向串口服務(wù)器發(fā)送指令時(shí)，上位機(jī)作為客戶端向串口服務(wù)器，每1 s發(fā)送請(qǐng)求，串口服務(wù)器接收到請(qǐng)求后，開始接收指令。兩種狀態(tài)同時(shí)獨(dú)立進(jìn)行，互不干擾。

上位機(jī)程序引入System.Net.Sockets命名空間中的Socket類，該類提供了與低級(jí)Winsock API的接口。上位機(jī)作為客戶端，創(chuàng)建獨(dú)立線程，每1s向下位機(jī)串口服務(wù)器發(fā)送連接請(qǐng)求：涉及TCP客戶端函數(shù)為socket（）—?jiǎng)?chuàng)建套接字；connect（）—請(qǐng)求連接；send（）—向串口服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)；同時(shí)上位機(jī)作為服務(wù)端，監(jiān)聽客戶端發(fā)來(lái)的連接請(qǐng)求，建立連接后與下位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，因該套接字連接建立在已建立好的連接上，所以可以調(diào)用已建立socket對(duì)象的accept（）允許連接，receive（）接收數(shù)據(jù)函數(shù)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換結(jié)束后調(diào)用close（）斷開連接。

4.2電壓輸入信號(hào)采集

本標(biāo)定系統(tǒng)采用RS232串口對(duì)HP34401A萬(wàn)用表進(jìn)行遙控操作，采用SCPI（Standard Command for Programmable Instrument）語(yǔ)言對(duì)其進(jìn)行控制，程控接口通過(guò)發(fā)送字符串命令的形式對(duì)萬(wàn)用表的功能、量程、精度、采集頻率等進(jìn)行設(shè)置。電壓輸入信號(hào)采集中，電壓表功能設(shè)置為直流電壓采集。模擬電壓信號(hào)采集后存入SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)，萬(wàn)用表基準(zhǔn)電壓采集數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)字段為記錄ID號(hào)，日期，時(shí)間，模擬輸入信號(hào)電壓值與單位。

4.3驅(qū)動(dòng)控制盒數(shù)字信號(hào)采集

控制盒每秒向標(biāo)定系統(tǒng)反饋數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包中包含了下位機(jī)系統(tǒng)的全部的鍵值對(duì)，采集結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫(kù)中驅(qū)動(dòng)控制盒電壓數(shù)字信號(hào)采集表中。標(biāo)定系統(tǒng)收到反饋數(shù)據(jù)包后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，將對(duì)應(yīng)模擬量輸入信號(hào)的鍵值對(duì)選出來(lái)。對(duì)采集到的數(shù)字量進(jìn)行解析存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，表格字段包括數(shù)據(jù)包采集的日期時(shí)間，反饋數(shù)據(jù)包解析得到的8路控制盒輸入信號(hào)數(shù)字量；8個(gè)模擬輸入信號(hào)通路對(duì)應(yīng)的標(biāo)定電壓范圍段號(hào)。模擬量數(shù)字量采集上位機(jī)界面見圖3。

圖3　輸入信號(hào)模擬量數(shù)字量上位機(jī)采集界面

5　最小二乘線性擬合系數(shù)計(jì)算與精度校驗(yàn)

驅(qū)動(dòng)控制盒輸出數(shù)字信號(hào)取值范圍為 0x8000～0x0000，0xFFFF～0x0000，上位機(jī)軟件將采集得到的數(shù)字信號(hào)值加0x8000，使取值范圍轉(zhuǎn)化為（0xFFFF～0x0000），再將取值范圍等分為16段，進(jìn)行局部線性化，每一段取n組電壓模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)對(duì)，利用最小二乘法計(jì)算分段線性擬合系數(shù)，即K、B系數(shù)。最小二乘算法見公式（1）：

其中V（k）為所取電壓段上第K個(gè)電壓模擬信號(hào)采樣值，D（k）為所取電壓段上第K個(gè)電壓數(shù)字信號(hào)采樣值，n（k）為第K對(duì)模擬、數(shù)字信號(hào)計(jì)算的線性擬合誤差。極小化準(zhǔn)則函數(shù)：

取K、B為J取Jmin時(shí)的系數(shù)值；

最后，上位機(jī)界面中選中輸入信號(hào)通路輸入信號(hào)在16段電壓范圍上的實(shí)際電壓模擬信號(hào)值與對(duì)應(yīng)通過(guò)K、B標(biāo)定得到的電壓標(biāo)定模擬信號(hào)值，K、B系數(shù)存入數(shù)據(jù)表。計(jì)算實(shí)際電壓模擬信號(hào)值與標(biāo)定得到的電壓標(biāo)定值之間的相對(duì)誤差將相對(duì)誤差存入數(shù)據(jù)表。

6　實(shí)驗(yàn)結(jié)果

以標(biāo)定第5路輸入信號(hào)為例，標(biāo)定流程中設(shè)置直流電機(jī)的速度值為在10 ms內(nèi)的脈沖數(shù)*四倍頻。本標(biāo)定系統(tǒng)采用的直流電機(jī)編碼器為12線，標(biāo)定流程配置電機(jī)速度為2，即在10 ms內(nèi)的脈沖數(shù)是2/4=0.5個(gè)，1s內(nèi)的脈沖數(shù)是0.5*100=50個(gè)，約為4圈每秒。該電機(jī)配有64:1的減速箱，故大約16 s為1圈，標(biāo)定流程示意圖見圖4。標(biāo)定系統(tǒng)采用電位器為10圈電位器，流程設(shè)置電位器每旋轉(zhuǎn)半圈8 s，60 s采集模擬數(shù)字電壓值，對(duì)采集值進(jìn)行標(biāo)定，計(jì)算每段電壓范圍上的線性擬合系數(shù)，并進(jìn)行相對(duì)誤差精度校驗(yàn)。標(biāo)定結(jié)果線性擬合曲線以及標(biāo)定結(jié)果與實(shí)際結(jié)果比對(duì)見圖5，可以看出標(biāo)定結(jié)果與實(shí)際輸入信號(hào)擬合良好，滿足標(biāo)定要求。

圖4　標(biāo)定流程示意圖

圖5　線性擬合與結(jié)果比對(duì)曲線

7　結(jié)論

利用串口服務(wù)器遠(yuǎn)程標(biāo)定結(jié)果顯示，在輸入信號(hào)電壓有效范圍內(nèi)，分段計(jì)算出的線性擬合系數(shù)能夠使標(biāo)定結(jié)果與實(shí)際輸入信號(hào)的真實(shí)值之間相對(duì)誤差控制在1％以內(nèi)。實(shí)驗(yàn)采用自動(dòng)流程標(biāo)定，免除人手工調(diào)整輸入電壓并進(jìn)行先行擬合計(jì)算的繁瑣工作。通過(guò)串口服務(wù)器連接以太網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離標(biāo)定操作，實(shí)驗(yàn)人員可以同時(shí)對(duì)分布各地的多載荷進(jìn)行標(biāo)定，降低了調(diào)試成本，在空間實(shí)驗(yàn)設(shè)備調(diào)試中具有重要意義。

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Design of automatic analog calibration system based on serial device server

XU Zi-heng1，2，JIANG Yuan-da1，YU Qiang1，GENG Bao-ming1
（1.Center for Space Science and Applied Research，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100190，China；2.University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China）

Given that the on-land contrast experiments conducted in different institutes at separate locations，field operation of manual multichannel analog signal calibration is both time and capital consuming.This paper proposes an automatic analog calibration system based on serial device system.The whole calibration process is controlled according to an automatic calibration process designed before of which steps and parameters in the process can be corrected via data injection.The results show that this system can accomplish the calibration automatically on PC software，collect both analog and digital signals and attain the coefficients on real time via least square algorithm.The fractional error between compensated calibration results and the accurate input signal is less than 1％.

serial device server；data injection；analog signal calibration；least square algorithm

TN02

A

1674－6236（2016）11-0042-04

2015-06-29稿件編號(hào)：201506238

徐自衡（1990—），女，河北石家莊人，碩士研究生。研究方向：智能檢測(cè)與控制技術(shù)。