PXI产品在多功能校准仪中的应用
2012-12-25
PXI技术是Compact PCI与仪器、仪表技术相结合的产物，随着PXI 2.0规范的制定和发布，PXI产品越来越成熟，市场上可供选择的模块也越来越多，与传统仪器相比， PXI产品具有性能和体积上的优势，因此非常适合在强调移动的测量和修理场合中采用（如：应用在军事检测和修理领域中），本文以多功能校准仪的开发过程为例，简单介绍了PXI系统相关的软硬件构成和应用。
另外，在多功能校准仪的组件中除了系统必备的机箱和控制模块外，根据军事检测和修理的需要，我们还采购了宽范围的交流/直流电源模块，以适应野外或现场测试条件下恶劣的环境。
系统编程采用了NI公司的LabVIEW软件，与VB、VC相比，图形化编程工具LabVIEW，更适合用来开发自动化测试系统，这是因为NI作为PXI规范的发起人，对规范的理解和支持相对做的更好一些，通过VISA和最新的IVI驱动技术，其它公司的PXI/CPCI产品在LabVIEW中也能得到比较好的支持（在for LabVIEW的驱动程序上，凌华以开发包的形式提供了较完善的硬件驱动），那些熟悉VB、VC的程序员还可以通过DLL调用等方式，直接在LabVIEW中控制硬件，这些优势对于需要在短时间构建一个综合测试系统的用户来说是非常有吸引力的。下图是用LabVIEW开发的多功能校准仪的综合测试软件
1、常数校准方式
一些PXI板卡交付前，在工厂中的标准条件下进行了校准（如凌华的TE6100数字示波器模块），用来修正误差的校准常数被存储在板载非易失性存储器中（EEPROM），通过装载校准常数就能恢复离厂前的状态。PXI板卡的EEPROM中除了包含工厂校准数据的永久存储区域外，还有一块供用户使用的可修改的校准数据区域，这个区域内用来保存工厂校准的原始数据或用户自己的校准数据。常数校准的精度并不高，因为它并没有考虑到时间推移和温度变化对模块测量和输出功能的影响。
2、自校准方式
为了减少由于偏置和增益漂移带来的测量误差，一些PXI模块提供了'自校准'功能，其工作原理是：通过模块自身的高精度板载基准，在校准软件的控制下，测试和修正所有的误差（如NI公司的PXI6704模拟输出模块）。模块的自校准无须连接外部信号，是提高测量精度、减少自身误差的有效途径。
3、外部校准方式
自校准中用到的板载基准在大多数情况下是足够稳定的，但是如果在极端的温度环境下或者校准期超过一年，那么应该进行一次外部校准。外部校准指采用外部基准（取代板载基准）对模块进行的校准，外部校准通常情况下要对板载基准重新定标，定标结果存储在EEPROM中，以备今后调用，进行外部校准时，使用的外部参考基准要确保有足够高的精度，通常情况下外部参考基准的精度应该是模块自身板载基准的3~5倍，外部校准一般由用户委托具备校准能力实验室进行。
今后PXI产品在增强功能、完善驱动、改进服务等方面还有很长的路要走，相信随着技术进步，PXI产品的应用领域将越来越广阔。多功能校准仪是PXI产品在军事检测领域的一次应用尝试，由于项目时间过于匆忙，对模块的了解和应用有限，工作难免流于肤浅，本文中的错误之处敬请专家批评指正。
来源 电能质量分析仪 http://www.hncsw.net/
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