一鍵式快速LCR參數(shù)測(cè)試及分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　摘要：針對(duì)手動(dòng)操作傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x器低效、繁瑣等問題，提出了一種基于虛擬儀器技術(shù)的LCR參數(shù)測(cè)試方案。通過軟硬件聯(lián)合設(shè)計(jì)，以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)具有良好的可靠性與穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)快速測(cè)試、在線數(shù)據(jù)Ppk分析等功能。

　　引言

　　傳統(tǒng)測(cè)量測(cè)試儀器在科研、實(shí)驗(yàn)、教學(xué)等方面應(yīng)用十分廣泛，如無源元件的電感(L)、電容(C)、電阻(R)的各項(xiàng)參數(shù)測(cè)試就是由LCR數(shù)字電橋及相關(guān)配套設(shè)備來完成的。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，元器件也逐步向著工作頻率高頻化、測(cè)試參數(shù)多樣化方向發(fā)展。隨著元件需要測(cè)試參數(shù)的增多，由于手動(dòng)操作傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x器存在的低效、繁瑣等缺陷，已無法滿足元器件生產(chǎn)企業(yè)對(duì)測(cè)試的要求。一種可由用戶自定義具有高效、靈活的虛擬儀器的出現(xiàn)，能夠很好解決這一問題。LabVIEW(Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench)是一種業(yè)界領(lǐng)先的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)圖形化編程工具，主要用于開發(fā)測(cè)試、測(cè)量與控制系統(tǒng)。它是專門為工程師和科學(xué)家而設(shè)計(jì)的直觀圖形化編程語(yǔ)言。它將軟件和各種不同的測(cè)量?jī)x器硬件及計(jì)算機(jī)集成在一起，建立虛擬儀器系統(tǒng)，以形成用戶自定義的解決方案。由此借助LabVIEW平臺(tái)，結(jié)合儀器TH2826數(shù)字電橋，而設(shè)計(jì)出新型LCR參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)。

　　系統(tǒng)組成

　　整個(gè)系統(tǒng)如圖1所示，由電腦、改制鼠標(biāo)、腳踏開關(guān)、通信電纜、TH2826數(shù)字電橋組成。TH2826系列元件測(cè)試儀，其0.1%的基本精度、22種阻抗參數(shù)測(cè)試、20Hz~5MHz的頻率范圍可以滿足低ESR的電容器和高Q電感器等元件的測(cè)量。其標(biāo)準(zhǔn)配置的RS232C串行接口與電腦通信用來完成數(shù)據(jù)傳輸及儀器控制等任務(wù)。作為快速測(cè)試系統(tǒng)的組成部分，腳踏開關(guān)與改制鼠標(biāo)(腳踏開關(guān)的常開觸點(diǎn)與鼠標(biāo)左鍵微動(dòng)開關(guān)并聯(lián))配合完成一鍵式快速測(cè)試。　　

 

　　軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)軟件主體架構(gòu)是基于LabVIEW的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)模式，LabVIEW程序同樣也稱為虛擬儀器(VI)。以被測(cè)參數(shù)較多的電感元件為例，整個(gè)測(cè)試程序流程圖如圖2所示，由測(cè)試準(zhǔn)備界面和系統(tǒng)測(cè)試界面組成。系統(tǒng)測(cè)試界面如圖3所示，其分為三個(gè)部分：儀器參數(shù)配置及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示區(qū)、測(cè)試數(shù)量統(tǒng)計(jì)顯示區(qū)、測(cè)試數(shù)據(jù)分析區(qū)。