1、引言
　　
　　儀表電源的性能優(yōu)劣會直接影響到儀表的工作，為了保證儀表能夠在復(fù)雜環(huán)境卜正常工作，對儀表電源的性能提出了兩個基木要求:穩(wěn)定性和可靠性。在大批量的儀表電源的性能檢測中，*依靠人工完成，將耗費大量的時間和精力，因此設(shè)計開發(fā)了一種儀表電源自動測試平臺，對儀表電源實行快速、自動和準確測試，并給出測試報告。
　　
　　2、儀表電源性能指標
　　
　　儀表電源的性能指標主要有二項:源效應(yīng)、負載效應(yīng)和漂移。源效應(yīng)和負載效應(yīng)體現(xiàn)了儀表電源的穩(wěn)定性能，而漂移體現(xiàn)了儀表電源可靠性能。　　
　　源效應(yīng)的測量是僅山于源電壓的變化而引起電壓或電流穩(wěn)定輸出量的變化量的測量。對于穩(wěn)壓儀表電源的源效應(yīng)測量，采用圖1所示電路，計算公式為　　
　　220伏時，負載分別為zui大值、zui小值時取樣電阻凡上的輸出電壓值;U為源電壓為198伏、242伏時，負載分別為zui大值、zui小值時取樣電阻凡上的輸出電壓值;R，為取樣電阻。
　　
　　負載效應(yīng)的測量是僅山于負載的變化而引起電壓或電流穩(wěn)定輸出量的變化量的測量。對于穩(wěn)壓儀表電源負載效應(yīng)的測量，采用圖1所示電路，計算公式為:　　
　　變?yōu)榱慊騴ui小額定值時被測穩(wěn)壓儀表電源輸出電壓值。
　　
　　對于穩(wěn)流儀表電源負載效應(yīng)的測量，采用圖2所示電路，計算公式為　　
　　其中為穩(wěn)流儀表電源的負載效應(yīng);1偽負載電壓為zui大額定值時取樣電阻凡上的輸出電壓值;Vi為負載電壓改變?yōu)榱慊蝾~定zui小值時取樣電阻R2上的輸出電壓值;R2為取樣電阻。
　　
　　漂移的測量是在電源預(yù)熱、安穩(wěn)（熱平衡）后，電壓或電流穩(wěn)定輸出量在規(guī)定時間內(nèi)的緩慢和連續(xù)zui大變化量的測量，包括輸出擾動，頻率范圍從直流20hz。對穩(wěn)壓儀表電源漂移的測量，采用圖3所示的連接示意圖，測量計算公式為:　　
　　3、測試系統(tǒng)硬件設(shè)計
　　
　　針對上述性能指標的自動、快速、準確測量，采用了如圖5所示的硬件框圖。　　
　　該硬件平臺主要山模擬信號調(diào)理單元、模擬信號采集轉(zhuǎn)換單元（A/D）、上位機單元、可編程電源、可編程負載以及各連接總線組成。在自動測試過程中，首先上位機通過GPIB總線控制可編程電源的輸出和可編程負載的大小，以滿足待測電源各性能指標測試過程中的測試條件;然后信號調(diào)理單元將待測電源的輸入電參數(shù)和輸出電參數(shù)調(diào)理成合適大小，以方便上位機對模擬信號的采樣與處理，Jl將處理結(jié)果通過CAN總線傳遞給上位機;zui后上位機接受到下位機傳輸過來的數(shù)據(jù)，通過虛擬儀器而板顯示，并保存數(shù)據(jù)，給出性能報告。
　　
　　考慮到下位機的功能只是控制模擬信號通過A/D轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換、接收A/D裝換后的數(shù)據(jù)Jl二處理、與上位機進行數(shù)據(jù)交換，因此普通的單片機*可以勝任;而A/D轉(zhuǎn)換芯片則選用的是ADS7864，它可以同時采樣保持6路模擬信號Jl二進行轉(zhuǎn)換，精度也達到12位，可以滿足系統(tǒng)的要求;可編程電源采用的是Chroma公司的中-相可編程交流電源Chroma6560，它能夠輸出高達SOOV的電壓，分辨率能達到0.1V，精度達到I%，負載調(diào)整率為0.2%，因此完夠滿足測試系統(tǒng)的要求;在各種連接總線中，山于可編程電源有多種總線連接方式，因此總線有多種選擇，木系統(tǒng)中選擇了GPIB作為可編程電源的連接總線，而考慮到待測電源的遠程測試，下位機與上位機的通信總線選取了具有遠程通信能力的CAN總線。
　　
　　4、測試系統(tǒng)軟件設(shè)計
　　
　　測試系統(tǒng)軟件分為兩部分:上位機軟件和下位機軟件。下位機軟件采用Keil公司uvision2調(diào)試軟件編寫，而上位機軟件采用LabWindows/CVI6編寫·LabWindows/CVI6是NI公司開發(fā)的一款虛擬儀器編程語言，它采用簡中一直觀圖形用戶界而設(shè)計，建立界而友好的虛擬儀器而板，將功能強大的C語言與測控技術(shù)有機結(jié)合，具有靈活的交互式編程方法和豐富的庫函數(shù);它利用函數(shù)而板輸入函數(shù)的參數(shù)，采用事件馭動編程，通過回調(diào)函數(shù)處理用戶事件，簡化了應(yīng)用程序流程的控制，有效地提高了工程設(shè)計的效率和可靠性。
　　
　　圖6為系統(tǒng)軟件框圖。　　
　　測試系統(tǒng)軟件分成四大部分:儀器控制部分、數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)處理顯示部分、數(shù)據(jù)保存部分。儀器控制部分主要實現(xiàn)了可編程電源的初始化、輸出電壓設(shè)置、過電壓保護設(shè)置以及可編程負載的設(shè)置;數(shù)據(jù)采集部分主要實現(xiàn)調(diào)理信號的A/D轉(zhuǎn)換、與上位機的通信以及采集數(shù)據(jù)的傳輸;數(shù)據(jù)處理顯示部分主要實現(xiàn)采樣數(shù)據(jù)的處理和顯示，并實現(xiàn)和下位機的通信;zui后數(shù)據(jù)保存部分將所得到的數(shù)據(jù)保存，以備數(shù)據(jù)的再處理。
　　
　　為了提高系統(tǒng)軟件的運行速度，采用了多線程技術(shù)。多線程是指操作系統(tǒng)支持一個進程中執(zhí)行多個線程的能力。軟件編寫中，采用多線程的編程技術(shù)，整個軟件含有完成不同功能的多個線程，如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、實時數(shù)據(jù)顯示、圖形曲線生成線程和用戶界而線程。這樣，多個線程同時執(zhí)行，在一段時間并行完成更多的任務(wù)，既加快了系統(tǒng)的反映速度，又提高了執(zhí)行效率。木測試系統(tǒng)通過Labwindows/CVI提供的線程函數(shù)在線程池中分別創(chuàng)建了二個線程:主線程、數(shù)據(jù)采集線程、波形顯示線程。主線程完成儀器的初始化和控制，數(shù)據(jù)采集線程完成采樣數(shù)據(jù)的接收和存儲，波形顯示線程完成電壓、電流的實時顯示。各個線程都有自己的內(nèi)存空間，互相之間獨立，沒有數(shù)據(jù)交換。通過多線程技術(shù)，大大提高了系統(tǒng)的反應(yīng)速度。
　　
　　另外，考慮到采樣數(shù)據(jù)量比較大，而日‘為了便于以后的查詢，數(shù)據(jù)存儲采用了數(shù)據(jù)庫存儲。數(shù)據(jù)庫管理軟件（DBMS）選用了簡單易用的微軟ACCESSo數(shù)據(jù)庫可以存儲大量的測試信急，包括被測對象信急、測試儀器信急、測試結(jié)果信急和測試人員信急等，采用數(shù)據(jù)庫，方便的實現(xiàn)了這些數(shù)據(jù)的維護和管理。
　　
　　5、結(jié)論
　　
　　實驗結(jié)果表明，采用LabWindows/CVI6虛擬儀器實現(xiàn)儀表電源自動測試系統(tǒng)，充分發(fā)揮了其開發(fā)周期短和軟件編程靈活、簡便的優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)儀表電源性能自動、快速、準確測試。自動測試系統(tǒng)設(shè)計簡中工作穩(wěn)定，易于維護，實驗結(jié)果證明了其工程實用性。