丁璇

摘? 要：基于Fluke生產(chǎn)的5730A高精度多功能校準器，以VB.NET為開發(fā)環(huán)境編寫校準軟件，實現(xiàn)數(shù)字多用表自動校準。該系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)字多用表自動校準、記錄及證書自動創(chuàng)建生成等功能。這在很大程度上提高了數(shù)字多用表校準的工作效率以及準確程度，簡化了工作流程，降低了工作強度，保障了科研生產(chǎn)任務的順利進行。

關(guān)鍵詞：5730A? 自動校準? 數(shù)字多用表

中圖分類號：TB971? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1672-3791（2019）03（b）-0026-02

數(shù)字多用表是用于測量電壓（和/或電流、電阻），并以十進制數(shù)字顯示測量值的電子式多量限、多功能的測量儀表，是工業(yè)實踐中最為常用的儀表之一。隨著近年我國中高端制造業(yè)的快速發(fā)展，高精度數(shù)字多用表越來越多地出現(xiàn)在各行業(yè)的測試、裝配等環(huán)節(jié)中。為確保數(shù)字多用表使用過程中的量值準確可靠，必須定期對其進行定期校準。

數(shù)字多用表的校準就是按照統(tǒng)一標準規(guī)程，以實驗方式對數(shù)字多用表的性能指標進行檢驗， 觀察判斷其是否符合技術(shù)要求。

數(shù)字多用表的校準工作，通常由計量員手動設置數(shù)表到校準項目，并將標準源設置到校準點，待讀數(shù)平穩(wěn)后記錄數(shù)值。完成所有操作后再依據(jù)校準結(jié)果計算每個校準點不確定度。由于各類數(shù)字多用表功能多、量程、校準點繁雜，每一個校準點均要完成不確定度的評定工作，導致這種校準工作方式效率低、易出錯，且對計量員有一定的素質(zhì)要求。為了提高工作質(zhì)效，降低工作門檻，我們設計完成一套數(shù)字多用表的自動校準系統(tǒng)。

1? 校準原理及系統(tǒng)組成

1.1 校準原理

參照JJF 1587-2016《數(shù)字多用表校準規(guī)范》，校準工作見表1。

首先由操作人員完成外觀及通電檢查，完成數(shù)字多用表的預熱、預調(diào)工作后，再通過標準源法開展示值誤差校準工作。

為減少校準過程中人員的切換導線的操作，我們按照直流電流→交流電流→直流電阻→直流電流→交流電流的校準順序完成操作，校準不確定度的評定工作在各項目校準過程中由系統(tǒng)自動完成。

1.2 系統(tǒng)組城

依據(jù)5730A高精度多功能校準器自身硬件配置對其實現(xiàn)遠程控制。整個系統(tǒng)主要由5730A高精度多功能校準器、RS232通信纜線、絕緣導線、計算機及打印機組成。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見圖1。

計算機通過RS232接口分別與5730A標準源和被校數(shù)表連接，計算機控制標準源產(chǎn)生標準電信號，同時控制被校數(shù)表切換至對應項目和量程等，待讀數(shù)平穩(wěn)后，計算機通過串口讀取被校數(shù)表的示值，然后對數(shù)據(jù)進行處理、存儲，同時計算該校準結(jié)果的不確定度。

系統(tǒng)實物圖見圖2。

2? 軟件設計

系統(tǒng)軟件以Microsoft visual studio為開發(fā)平臺，在VB.NET環(huán)境下進行編寫，采用Microsoft Access作為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，通過Word制作證書、記錄模板。系統(tǒng)軟件可實現(xiàn)所有電信號數(shù)據(jù)的自動采集、數(shù)據(jù)處理、存儲，并自動計算每個校準點的不確定度，能自動生成并打印原始記錄、校準證書。

軟件主要由初始化模塊、控制采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、以及報表管理模塊構(gòu)成，系統(tǒng)的工作流程圖見圖3。

（1）初始化模塊。

該模塊主要用于系統(tǒng)開始階段進行串口通信基本配置，同時設定被校數(shù)表的基本信息;設定標準器、參照規(guī)程規(guī)范信息;設定環(huán)境信息等，依據(jù)被校數(shù)表的廠家、型號調(diào)用不同的控制采集命令。

（2）控制采集模塊。

通過串口控制5730A標準源輸出標準信號，并讀取該標準信號，通過串口控制被校數(shù)表切換至對應校準項目的特定量程，等待讀數(shù)穩(wěn)定后，讀取被校數(shù)表讀數(shù)。

（3）數(shù)據(jù)處理模塊。

將讀取到的各校準值處理為標準格式，并計算校準結(jié)果的不確定度，然后存儲至數(shù)據(jù)庫文件中。

（4）報表管理模塊。

將每份校準工作以表格形式管理，并導出至固定的記錄、證書模板，以供打印。

3? 校準注意事項

（1）由于寄生電動勢等影響，直流電壓、電流、電阻在校準的過程中由系統(tǒng)自動進行清零后再進行示值誤差校準。

（2）由于引線電阻的存在，直流電阻100kΩ以下采用四線制測量，100kΩ及以上采用兩線制測量。

（3）測量低頻交流電壓時，系統(tǒng)自動將被校數(shù)表的濾波頻率設置到低頻段，這樣采集到的信號更加科學、準確。

4? 結(jié)語

基于5730A多功能校準器的數(shù)字多用表自動校準系統(tǒng)，取代了人工操作設備、手寫記錄，及計量人員人工計算不確定度、人工出具證書的工作模式，降低了計量人員的工作強度，大大提高了數(shù)字多用表的校準工作效率，且很大程度上降低了校準工作門檻。

該數(shù)字多用表自動校準系統(tǒng)，由于整個檢定過程的固定、統(tǒng)一，降低了傳統(tǒng)校準工作過程中發(fā)生粗大誤差的風險，提高了校準過程的準確度和穩(wěn)定性，保障了測量數(shù)據(jù)的準確可靠，使得校準工作的質(zhì)量有了質(zhì)的提升。

參考文獻

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