基于IVI技术仪器仪表自动检定系统的研究

论文摘要

随着半导体技术、计算机技术、通信技术、网络技术和软件技术的飞速发展,现代仪器仪表的功能越来越强大,智能化程度和集成度也越来越高,因而高精度的仪器仪表在科学研究、工业生产得到了广泛的应用。为了让这些仪器仪表工作在合格的状态,对它们定期、快速、全面的检定,就是摆在测试工程师面前的一项紧迫任务。手工检定效率低,容易出错;而自动测试系统具有准确、快速的测量参数、直观的结果显示,自动存储测试数据等特性,采用自动测试系统实现对现代仪器仪表的程控检定将会是仪器检定的必然趋势。仪器仪表自动检定系统硬件的可互换性,以及测试代码的可重用性、可移植性一直都是仪器仪表业界研究的热点。虚拟仪器概念的出现,让自动测试系统充分利用计算机丰富的资源与最新的软件技术来实现和扩充传统测试系统的功能,使现代测试系统的性能可以有了大大的提高的同时,也降低了系统开发、维护的成本。本课题为总装专项投资建设基金项目,结合课题目标及现有资源情况确立本文研究的内容:基于可互换虚拟仪器技术的仪器仪表自动检定系统研究。首先,本文就仪器仪表以及国内外自动测试系统的发展概况进行了简略介绍。随后,研究和讨论了自动测试系统总线技术:GPIB总线和混合总线以及下一代总线技术LXI总线,为仪器仪表综合自动检定系统的硬件方案提供了理论基础。最后对可互换技术中虚拟仪器软件架构(VISA)、VPP仪器驱动器、IVI仪器驱动器等关键技术进行了详细的研究,并对自动测试系统的仪器互换性提出了可行性方案。并在自动测试系统集成技术的基础上综合运用数据库技术,以混合总线为基础,以通用PC为平台,以VISA为标准I/O软件,采用IVI技术构建了一个综合性仪器仪表自动检定系统。文章在最后对对系统各模块进行验证测试,比较好的实现了预期的可互换自动测试功能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 现代仪器仪表现状
• 1.1.1 仪器仪表的四个阶段
• 1.1.2 现代仪表的发展方向
• 1.2 国内外研究现状及趋势
• 1.2.1 自动检定系统的现状
• 1.2.2 自动检定系统的趋势
• 1.3 基于IVI 构建的自动测试系统
• 1.4 课题的来源以及其内容
• 第二章 仪器总线技术
• 2.1 总线技术
• 2.2 外部总线
• 2.2.1 GPIB 总线
• 2.2.2 LXI 总线技术
• 2.2.3 其他外部总线
• 2.3 内部总线
• 2.3.1 PXI 总线
• 2.3.2 VXI 总线
• 2.3.3 其他总线技术
• 2.4 混合总线
• 2.4.1 混合总线技术
• 2.4.2 混合总线测试系统
• 第三章 可互换虚拟仪器技术研究
• 3.1 VXI 总线即插即用规范
• 3.1.1 VXI 即插即用的指导原则
• 3.1.2 VPP 的核心技术
• 3.1.3 VPP 仪器驱动器
• 3.2 虚拟仪器软件体系VISA
• 3.2.1 VISA 的结构与特点
• 3.2.2 VISA 的资源结构
• 3.2.3 VISA 中的三种机制
• 3.2.4 VISA 的数据类型
• 3.3 IVI 技术研究及应用
• 3.3.1 IVI 的技术特点
• 3.3.2 IVI 体系结构
• 3.3.3 IVI 驱动器功能组
• 3.3.4 仪器互换性的实现
• 第四章 自动测试系统的构建思想及架构
• 4.1 系统的开放性与通用性
• 4.2 仪器仪表自动测试系统需求
• 4.3 仪器仪表自动测试系统的架构
• 4.3.1 系统总体架构分析
• 4.3.2 自动测试系统功能模块
• 4.3.3 自动测试系统工作原理及流程
• 第五章 自动测试系统的设计与实现
• 5.1 系统硬件配置
• 5.1.1 总线控制器
• 5.1.2 控制主机
• 5.1.3 外围设备
• 5.1.4 仪器仪表简介
• 5.2 软件配置
• 5.2.1 操作系统
• 5.2.2 软件开发工具
• 5.2.3 数据库的选择
• 5.3 系统实现
• 5.3.1 系统功能模块
• 5.3.2 数据库设计
• 第六章 系统验证测试
• 6.1 仪器检定功能测试
• 6.2 软件维护测试
• 第七章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果