口应用实例口 ［Ｊ］．福建师范大学学报，２００６，２２（２）：２９—３３． ［２］毛永毅．四通道异步收发器ＳＴＩ６Ｃ５５４Ｄ及其应用［Ｊ ．国外 电子元器件，２００６，（６）：４４．４７． ［３］黎玉刚，张英敏．利用ＳＴ１６Ｃ５５４Ｄ实现的ＤＳＰ多串［Ｊ通信系 统［Ｊ］．机械与电子．２００４，（７）：４６－４９． ［４：ＥＸＡＲ．ＳＴ１６Ｃ５５４Ｄ Ｄａｔａｓｈｅｅｔ ［５］张毅刚．新编ＭＣＳ－５１单片机应用设计［Ｍ：．哈尔滨工业大 学出版社，２００３． 仪器仪表用户 ［６］李济芳．传输线接收器ＭＣ３４８６驱动器ＭＣ３４８６及其在长线 传输中的应用［Ｊ］．电子技术应用，１９８９，（９）：３６４０． ［７］张立科．８０５１系列单片机Ｃ程序设计完全手册［Ｍ］．人民邮 电出版社，２００６． 作者简介：吴便国（１９８３．），男，硕士研究生，研究方向：检测技术与自 动化装置；王群京．男。博士。安徽大学教授，博士生导师。 收稿日期：２００９－１２—１２ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１—１０４１．２０１０．０３．０１８ 计量测试中计算机技术的应用 吴清源，陈新宁，齐立新 （中国人民解放军９１３８８部队９６分队，湛江５２４０２２） 摘要：本文从仪器内置高性能ＰＣ机、虚拟仪器、计算机控制下的自动 测试、证书与数据处理与计量网络化管理几个方面介绍了计算机技术 在现代计量测试中的应用，说明了计算机技术在现代计量测试中的重 要意义。 关键词：计量；计算机；虚拟仪器；网络 中图分类号：ＴＰ３９９ 文献标识码：Ｂ 环境创建定制软件，自动实现由多个步骤构成的波形收集和 分析流程。ＴＤＳ５０００、ＴＤＳ７０００系列数字示波器包括几乎所有 最新标准的控制和外设扩展接口，用户可以利用它更加简便 地传送数据。与泰克逻辑分析仪的互操作能力可以从与时间 相关的角度查看模拟、数字信号，迅速找出设计中难以捕获的 完整信号。其图形用户界面适应任何工作方式和环境，使得示 波器变得易学易用。 由于内置了一台高性能ＰＣ，使示波器的易用性得到大大 Ｔｈｅ ａｐＩｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｅｓｔｉｎｇ Ｗ．Ｕ Ｑｉｎｇ－ｙｕａｎ，ＣＨＥＮ Ｘｉｎ－ｎｉｎｇ，ＱＩ Ｌｉ－ｘｉｎ （Ｔｈｅ ９６ Ｕｎｉｔ ｏｆ Ａｒｍｙ ９１３８８。Ｚｈａｎｊｉａｎｇ ５２４０２２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｊｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｈｏｗ ｔｏ ｕｓｅ ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｊｎ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ ｊｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．ｊｎ ｔｈｅ ｗａｙ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｓｏｌｉｄ ｅｘａｍｐｌｅｓ ｏｆ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ｐｌａｃｅｄ ｊｎｓｉｄｅ ｔｈｅ ｈｉｇｈ－ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｏｍｐｕｔｅｒ。ｖｉｒｔｕａＩｊｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．ａｕｔｏ ｔｅｓｔ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｔｏ｝ｏｆｒ ｃｏｍｐｕｔ・ 提高，并且提高了工作效率。由于内置硬盘作为存储器，在存 储波形时速度明显提升。以存储一组数据容量为３００Ｋ的波 形为例，在没有内置ＰＣ的ＴＤＳ３０３２Ｂ示波器上，将数据存储到 软盘上需要将近两分钟的时问，而在内置了高性能计算机的 ＴＤＳ５０００系列数字示波器上，存储这样的波形所需时间还不到 ｅｒ。ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅ ａｎｄ ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ ｍｅａｓ・ ｕｒｅｍｅｎｔ ｅｔＣ．ｔｏ ｄｏ ａ ｉｎｔｏｄｕｃｔｉｒｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｃｏｍｐｕｔｅｒ；ｖｉｒｔｕａｌ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ；ｎｅｔｗｏｒｋ １秒。在测量大量数据时，这种差别尤为明显。另外，由于数 据可以实时存储在自带的硬盘上，方便数据的调用与转移。 ２仪器的自动测试与远程控制 现在很多测试仪器都配有程控端口，其中使用较多的是 ＧＰＩＢ接口和ＲＳ２３２接厂１，这为仪器的程控提供了方便。可以 通过各种编程语言，配合仪器提供的程控码编写程序对仪器 进行控制，达到自动测试与自动校准的目的。计算机软硬件技 术的发展促进了自动测试技术的发展。 自动检定系统一般由测量标准设备、被检设备、计算机、打 印机和辅助测试设备构成。计算机与测量标准设备、计算机与 辅助测试设备之间通过接口卡连接。系统结构框图如图１。 ０ 引言 计算机技术的迅猛发展，给计量测试工作带来有利的影 响，为现代计量技术的发展提供了广阔空问。计算机芯片与 存储器技术，虚拟仪器技术，网络与数据库技术等新技术的发 展应用都将成为影响计量检定与计量管理工作的创新点。 １ 内置ＰＣ机的高性能测试仪器 计算机技术的发展促进了计量测试的发展，增强了仪器 的性能，提高了仪器的可靠性、易用性。许多研发计量测试仪 器的国际著名公司如安捷伦、泰克等大公司研制生产的多种 测试仪器已内置了高性能Ｐｃ机。配有ＣＰＵ、内存、硬盘、显示 器和鼠标、键盘等Ｐｃ机配件，给仪器的使用带来很大的方便， 同时丰富了仪器的功能，增强了仪器的性能。 以泰克公司生产的新型数字示波器为例，说明计算机内 置给仪器的使用带来了种种优势与便利。泰克公司研制生产 的ＴＤＳ５０００和ＴＤＳＴ０００系列数字荧光示波器内部包含了一台 ＰＣ机，配有Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ ＸＰ操作系统。通过ＤＰＸＴＭ采 集技术、针对Ｗｉｎｄｏｗｓ应用编程接口（ＡＰＩ），提供了超快速数 据采集、分析和网络访问能力。通过使用嵌入式ＰＣＩ总线，它 可以在Ｗｉｎｄｏｗｓ桌面上，把波形数据直接从采集程序传送到分 图１系统结构框图 系统工作原理：设置好仪器的程控地址后，由计算机通过 接口卡发出程控命令，在计算机的控制下，对被检仪器的各项 参数进行自动检定。测量数据经ＧＰＩＢ总线上传至计算机，由 计算机再对数据进行处理，通过打印机将检定结果打印出来， 从而完成对被检仪器的检定。 析程序上，而且要比传统ＧＰＩＢ传输速度快。分析和连接软件 为更快速、更通用的操作提供了一个完善的软件设施平台。 用户也可以通过Ｖｉｓｕａｌ ＢＡＳＩＣ、Ｃ、Ｃ＋＋、ＭＡＴＬＡＢ等应用开发 ３６ Ｅ ＪＣ ＶＯＩ．１７ ２０１０ Ｎｏ．３ 优点：可实现对被检仪器自动检定，减少了人为干预，操作 简单，提高工作效率；可以自动打印检定证书，减少了数据抄 写、计算等重复性劳动，避免了人为的错误；方便的数据管理功 能，可以随时查阅任意一次检定结果及其它统计资料，有利于 欢迎光临本刊网站ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｉｃ．ｃｏｍ．ｏｎ 仪器仪表用户 数据资料的管理。 现在很多仪器内置了网卡，配有网络端口，可以通过计算 机网络对仪器进行远程控制。配合网络协议，可以通过专用 的软件对仪器进行远程控制，对仪器发出各种指令，达到远程 测试的目的。同时也可以将采集到的数据传送到本地计算 机，利于数据处理与管理。 ３虚拟仪器的发展 虚拟仪器是基于计算机的软硬件测试平台，它可代替传 统的测量仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、频谱分析 仪等。可集成于自动控制、工业控制系统，可１３由构建成专用 仪器系统。它由计算机、应用软件和仪器硬件组成。无论哪种 虚拟仪器系统，都是将仪器硬件搭载到各种计算机平台加上 应用软件而构成的。 虚拟仪器通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机地 融合为一体，从而把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件 的测量、控制能力结合在一起，缩小了仪器硬件的成本和体 积，并通过软件实现对数据的显示、存储以及分析处理。虚拟 仪器技术的优势在于可由用户定义自己的专用仪器系统，功 能灵活，容易构建，所以应用面极为广泛。虚拟仪器技术先进， 十分符合国际上流行的”硬件软件化”的发展趋势，因而常被 称作”软件仪器”。它功能强大，可实现示波器、逻辑分析仪、 频谱仪、信号发生器等多种普通仪器全部功能。正是由于计 算机技术的迅速发展，促进了虚拟仪器技术的不断向前发展。 ４ 自动数据处理与检定证书打印 数据处理是计量检定工作中的一个重要环节。以前的数 据处理多是通过人工进行，检定人员需要借助计算器进行繁 琐的手工计算，工作效率受到很大限制，所出据数据的准确性 也难以保证。通过计算机对数据进行处理，使用各种编程工 具编写数据处理程序，自动处理数据，保证了数据的准确性， 提高了计量检定工作的效率。 出具检定证书是计量测试工作的一个重要环节。计算机 的使用给检定证书的生成与管理带来很大的方便。用计算机 自动出具检定证书、校准证书与手写相比，具有格式规范、易 于辨认、不易涂改、便于管理等优点。 计算机处理检定证书的几种方法： １）将检定证书或测试报告的内容全部输入电脑，通过办 公软件进行排版后打印出来。打印出的证书或报告直观、大 方，通过制作模板可重复使用，可减轻工作量，提高工作效率。 ２）编制证书报告打印程序，将检定证书、测试报告中需要 的信息输入程序，存人数据库，利用计算机程序调用数据库， 打印出检定证书或测试报告。通过程序直接调用数据库中的 信息，可减少文字输入，节省时间，降低出错概率。通过程序， 可以自动编排证书号码，方便查询，便于管理。 ３）利用文字处理软件，将检定证书或测试报告中需要的 信息直接打印在特定格式的空白证书或报告上。需要注意的 是，这种方法需要在Ｗｏｒｄ等字处理软件中做好模板，以便将 所需内容直接打印到证书的正确位置上。 ５计量工作网络化管理 借助网络实现信息交流，提高办公效率已成为现代办公 发展的趋势，计算机网络的发展给计量管理工作带来了很大 的便利，已成为计量管理工作的有力工具。 计量信息网可分成内部网络与外部网络两部分。内部网 络建立在计量机构本单位的局域网上，作为日常办公的帮手。 通过内部网络，可查询技术资料，发布工作信息，查询工作进 度，提高了工作效率，节省了办公成本。外部网络建立于广域 欢迎订阅欢迎撰稿欢迎发布产品广告信息 口应用实例口 网或互联网上，可以发布单位新闻、行业信息，宣传贯彻计量法 规，推广新技术，介绍新仪器，成为宣传计量工作的平台。可以 将计量机构的有关工作情况发布在计量信息网上，送检单位 可以通过网络查询已送检仪器的检定（维修）进度，了解仪器 收发与收费等情况。在必要情况下，通过加密手段，也可以通 过网络传递检定数据。内部网络上的计算机通过代理服务器 访问外部网络或互联网，并通过防火墙等手段保证安全。 ６结束语 通过结合实例从仪器内置高性能Ｐｃ机，虚拟仪器，计算 机控制下的自动测试、检定证书处理与计量网络化管理等方 面介绍了计算机技术在计量测试中的应用。说明计算机技术 可实现计量测试的自动化，提高其工作效率，还可实现计量管 理的网络化、智能化，对计量工作具有重要意义。口 参考文献 １］王承，何志伟，许冬芹．虚拟仪器一现代仪器发展的新阶段 ［Ｊ］．测控技术，２００１，（１０）：１７．１８． ［２］李永奎．虚拟示波器系统组成研究及相关程序设计［Ｍ］．北 京：国防工业出版社，２００３． ［３］何允滨．微型计算机在计量测试中可应用的一例［Ｊ］．吉林： 吉林大学学报，１９８３，（Ｏ１）：１２—１８． ［４］孙增圻．智能控制理论与技术． Ｍ］北京：清华大学出版 社，１９９７． ［５］李云天，张宇辉 自动控制理论［Ｍｊ．北京：中国电力出版社， ２００７． ［６］姚寿文，陈漫．自动控制理论基础［Ｍ］．北京：北京理工大学 出版社，２００６． ７］陆渭林．数字化仪器程控接口技术［Ｊ］．北京：声学与电子工 程，２００４，（０３）：２０－２２． ［８］王小曼，郭幸．计量工作中的网络化管理［Ｊ］．上海：上海计量 测试，２００３，３０（５）：４－５． ［９］肖晓萍，向中凡，李自胜．虚拟仪器技术及在远程虚拟实验室 中的应用［Ｊ］．成都：西华大学学报，２００５，２４（３）：８－１０． １Ｏ］苏建红．数据库技术在计量仪器发收管理中的应用［Ｊ］．北 京：中国计量，２０００，（１Ｏ）：１１－１３． 作者简介：吴清源（１９８６一），男．助理工程师，主要从事无线电计量测试； 陈新宁，男，工程师，主要从事无线电计量测试；齐立新。女。本科。工程 师。主要从事无线电计量测试。 收稿日期：２００９—１１－２４ ＥＩＣ ＶＯＩ．１７ ２０１０ Ｎ０．３ ３７