PXI產(chǎn)品在多功能校準(zhǔn)儀中的應(yīng)用
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圖2 多功能校準(zhǔn)系統(tǒng)的綜合測試軟件
XI模塊應(yīng)用過程中，不可避免地會碰到各種各樣問題，下面是多功能校準(zhǔn)儀開發(fā)中的一些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，對從事PXI系統(tǒng)開發(fā)的用戶也許會有所幫助。
（1）模塊間的軟、硬件沖突及解決；
由于采用了多家公司的模塊產(chǎn)品，在系統(tǒng)安裝的初期，經(jīng)常會發(fā)生某些模塊不能正常使用的問題，例如：系統(tǒng)中16通道繼電器輸出模塊（52642）是一款基于NI -IVI 驅(qū)動的PXI模塊，按照使用說明書所要求的順序安裝了驅(qū)動程序，用LabVIEW自帶的Measurement Automation Explorer（MAX）軟件卻始終找不到模塊的蹤影，在系統(tǒng)的資源管理器中該模塊的驅(qū)動卻一切正常，考慮到該卡到貨比較晚，安裝前機(jī)箱中已經(jīng)有其它模塊，為了查找原因，于是卸載了52642模塊的軟件驅(qū)動，拔下了所有無關(guān)的模塊，重新按照說明書的要求單獨(dú)安裝52642模塊，結(jié)果依舊，情急之下決定重新安裝操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)安裝完畢后首先插入52642模塊，按要求安裝軟、硬件驅(qū)動后，該模塊終于在MAX中出現(xiàn)了，至此以為一切正常，于是將剩余的模塊逐一插入機(jī)箱，安裝完相應(yīng)的驅(qū)動，再次測試發(fā)現(xiàn)以前工作完全正常的任意波形發(fā)生器TE5201模塊罷了工，有了第一次的經(jīng)驗(yàn)，再次重裝操作系統(tǒng)，先插入5201模塊，安裝硬件驅(qū)動和相應(yīng)軟件后，5201能識別并正常工作，接著插入52642模塊，按要求裝好驅(qū)動，再次啟動后，52642和5201均能正常工作，接下來逐一安裝其它模塊及相應(yīng)的驅(qū)動和支持軟件后，整個系統(tǒng)終于完全正常，兩天的磨難說明PXI系統(tǒng)在構(gòu)建過程中，尤其是在多家公司模塊共存的情況下，按照常規(guī)的方法安裝驅(qū)動程序有可能發(fā)生異常，多數(shù)情況下模塊本身并不存在問題，關(guān)鍵在于需要細(xì)致、耐心地調(diào)整模塊和軟件的安裝次序，多做幾次試驗(yàn)往往能解決問題；另外，安裝模塊時一定要逐一安裝測試，雖然頻繁的關(guān)機(jī)、開機(jī)比較麻煩，但遇到問題可以及時解決，否則累積起來可能會導(dǎo)致意外的損失。
（2）軟件開發(fā)快速上手：
在軟件支持上，凌華公司做的比較完善，不但以開發(fā)包的形式提供了硬件驅(qū)動，還提供了所有流行編程語言的源代碼例程，非常便于用戶開發(fā)自己的應(yīng)用程序。
多功能校準(zhǔn)儀的系統(tǒng)軟件采用LabVIEW編制，因此在采購前特別強(qiáng)調(diào)了對LabVIEW的支持能力，拿到凌華產(chǎn)品的時候，我們發(fā)現(xiàn)凌華在驅(qū)動方面已經(jīng)做的非常出色了，最終只有數(shù)字示波器模塊TE6100需要通過調(diào)用DLL的形式來完成控制。每塊板卡凌華都提供了幾個很有參考價值的子VI例程，通過研究例程可以更好地幫助用戶掌握模塊的控制方法，有的例程可以直接應(yīng)用到自己的設(shè)計(jì)中，大大降低了開發(fā)難度，減少了編程時間。
在一個復(fù)雜的綜合系統(tǒng)中，如何在軟件中體現(xiàn)人性化操作是一個非常重要的任務(wù)。以儀表校準(zhǔn)的過程為例，需要將國家的檢定規(guī)程融合在程序中，因此在程序的編制過程中，對于規(guī)程中的共性，以子VI的形式建立獨(dú)立的軟件模塊（如環(huán)境條件、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)保存和提取等），需要時可以隨時調(diào)用；規(guī)程中的個性，以對話框、提示框、接線圖等方法完整的展現(xiàn)在操作者面前，所有的工作清晰、明確。為了加快LabVIEW的開發(fā)進(jìn)度，首先要對系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)致的分析，找出那些使用最頻繁的基礎(chǔ)操作，然后將這些操作變成可獨(dú)立運(yùn)行的子VI；第二步把這些子VI組合在一起形成功能更強(qiáng)的模塊；最后通過模塊的組合實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的操作，并最終形成一個完整的綜合系統(tǒng)。由于LabVIEW是圖形化的編程工具，程序的編制應(yīng)該遵循由簡入繁的原則，建議在編程的過程中，隨時做好詳細(xì)的工作記錄，這樣既便于今后維護(hù)和擴(kuò)展，也便于他人研讀和修改。
（3）PXI模塊的校準(zhǔn)
作為模塊化儀器，如何保證測試精度是用戶非常關(guān)心的問題，由于模塊偏置電壓、線性增益等參數(shù)會隨時間、環(huán)境發(fā)生變化，給測量帶來誤差，因此在大多數(shù)場合下必須對PXI模塊進(jìn)行校準(zhǔn)。所謂校準(zhǔn)，是指通過電路的細(xì)微調(diào)整使測量或輸出的誤差最小化的過程，PXI模塊的校準(zhǔn)有三種方式：
1、常數(shù)校準(zhǔn)方式
一些PXI板卡交付前，在工廠中的標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行了校準(zhǔn)（如凌華的TE6100數(shù)字示波器模塊），用來修正誤差的校準(zhǔn)常數(shù)被存儲在板載非易失性存儲器中（EEPROM），通過裝載校準(zhǔn)常數(shù)就能恢復(fù)離廠前的狀態(tài)。PXI板卡的EEPROM中除了包含工廠校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的永久存儲區(qū)域外，還有一塊供用戶使用的可修改的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)區(qū)域，這個區(qū)域內(nèi)用來保存工廠校準(zhǔn)的原始數(shù)據(jù)或用戶自己的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。常數(shù)校準(zhǔn)的精度并不高，因?yàn)樗]有考慮到時間推移和溫度變化對模塊測量和輸出功能的影響。
2、自校準(zhǔn)方式
為了減少由于偏置和增益漂移帶來的測量誤差，一些PXI模塊提供了'自校準(zhǔn)'功能，其工作原理是：通過模塊自身的高精度板載基準(zhǔn)，在校準(zhǔn)軟件的控制下，測試和修正所有的誤差（如NI公司的PXI6704模擬輸出模塊）。模塊的自校準(zhǔn)無須連接外部信號，是提高測量精度、減少自身誤差的有效途徑。
3、外部校準(zhǔn)方式
自校準(zhǔn)中用到的板載基準(zhǔn)在大多數(shù)情況下是足夠穩(wěn)定的，但是如果在極端的溫度環(huán)境下或者校準(zhǔn)期超過一年，那么應(yīng)該進(jìn)行一次外部校準(zhǔn)。外部校準(zhǔn)指采用外部基準(zhǔn)（取代板載基準(zhǔn)）對模塊進(jìn)行的校準(zhǔn)，外部校準(zhǔn)通常情況下要對板載基準(zhǔn)重新定標(biāo)，定標(biāo)結(jié)果存儲在EEPROM中，以備今后調(diào)用，進(jìn)行外部校準(zhǔn)時，使用的外部參考基準(zhǔn)要確保有足夠高的精度，通常情況下外部參考基準(zhǔn)的精度應(yīng)該是模塊自身板載基準(zhǔn)的3~5倍，外部校準(zhǔn)一般由用戶委托具備校準(zhǔn)能力實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。
今后PXI產(chǎn)品在增強(qiáng)功能、完善驅(qū)動、改進(jìn)服務(wù)等方面還有很長的路要走，相信隨著技術(shù)進(jìn)步，PXI產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃絹碓綇V闊。多功能校準(zhǔn)儀是PXI產(chǎn)品在軍事檢測領(lǐng)域的一次應(yīng)用嘗試，由于項(xiàng)目時間過于匆忙，對模塊的了解和應(yīng)用有限，工作難免流于膚淺，本文中的錯誤之處敬請專家批評指正。 (end)
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