示波器校准仪9500B自动调整系统的设计与实现

论文摘要

示波器校准仪9500B是一种主要用于校准示波器的计量标准设备。为了保持其作为标准设备的精度,9500B提供了调整功能,可将各种输出信号的性能参数调回技术指标。但是,由于9500B的调整点过多且操作极其繁琐,人工调整9500B显得十分耗时且易于出错。针对这种情况,本文介绍了一种以LabVIEW作为开发工具,利用IEEE488总线连接工控机及各仪器,对示波器校准仪9500B输出的各种信号进行自动采集、传输以及分析处理的自动调整系统。该系统具有自动查找各仪器地址、实时采集显示数据、实时判断数据结果、自动调整、自动估算调整剩余时间、实时通告仪器状态等功能。该系统的设计全面利用了LabVIEW开发工具的各种功能,具有智能化特点,可以自动清除仪器运行过程中产生的错误,根据仪器的工作状态自动决定是否继续运行等等,并运用交互性设计使操作人员可以快速掌握使用方法,不需要事先看说明书便可独立完成调整。经实验证明该系统界面友好易于使用,且调整效果好,解决了人工调整耗时又易于出错的问题,具有很强的实用性。本文共六章,第一章是概述部分,该部分首先对9500B自动调整系统的设计原因及研究意义进行了分析和说明,然后概述了与自动调整系统相关的检测技术及虚拟仪器技术在国内外的现状及今后的发展趋势,接下来阐述了设计自动调整系统需要用到的IEEE488标准、LabVIEW开发工具、示波器校准仪9500B的功能特性及其主要SCPI命令。第二章是总体结构设计部分,该部分先论述了组成自动调整系的硬件设备结构,然后主要对自动调整系统的软件进行了全面的需求分析,给出了用例图,并对用例进行了用例描述,接着就根据需求分析提出了调整软件的总体设计方案及需要达到的具体功能要求。第三章是功能模块设计部分,由于总体结构设计部分将自动调整软件分为了五个功能模块,第三章就针对总体结构设计部分的具体功能要求对五个模块的每个功能提出了相应的设计思路,并详细地说明了每个功能的具体设计算法,给出了每个模块的工作流程图。第四章是主要技术实现部分,该部分介绍了编写自动调整软件需要用到的关键技术如交互性设计、多线程、状态字查询等等,详细分析了这些技术的优势,举例说明了自动调整软件在哪些功能上使用过这些技术及相关的具体算法。第五章是自动调整系统的实验结果分析部分,该部分根据第三章提出的具体功能要求对自动调整系统进行了全面的功能验证,并给出了实验过程中自动调整系统软件的截图及实验结论。第六章是总结部分,该部分对自动调整系统设计的功能、效果及设计优势等等进行了总结。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.2 检测技术及其发展趋势
• 1.3 虚拟仪器技术及其发展趋势
• 1.4 LABVIEW开发工具及其特点
• 1.5 GPIB总线及IEEE488标准
• 1.6 9500B特性及程控方法
• 1.6.1 主要功能及特性
• 1.6.2 调整过程介绍
• 1.6.3 主要SCPI命令
• 1.6.4 仪器驱动程序
• 第二章 系统总体结构设计
• 2.1 系统硬件构成
• 2.2 调整软件需求分析
• 2.2.1 可行性分析
• 2.2.2 系统用例图
• 2.3 调整软件总体结构
• 第三章 功能模块设计
• 3.1 查找地址功能模块
• 3.2 查看设备状态功能模块
• 3.3 调整多项功能模块
• 3.4 调整电阻功能模块
• 3.5 调整单点功能模块
• 第四章 主要技术的实现
• 4.1 人机界面交互设计
• 4.2 队列技术
• 4.3 多线程设计
• 4.4 状态字查询设计
• 第五章 实验验证
• 5.1 搜索程控地址
• 5.2 查看设备状态
• 5.3 调整多项目
• 5.4 调整电阻
• 5.5 调整单点
• 第六章 总结
• 参考文献
• 致谢