基于高穩(wěn)定電源虛擬測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

　　2.2配置3458A的A/D轉(zhuǎn)換器程序設(shè)計(jì)

　　A/D轉(zhuǎn)換器的設(shè)置決定測量速度、分辨率、精度和電壓或電阻測量時(shí)的抗噪聲，配置A/D轉(zhuǎn)換器的因素有三個(gè)：參考頻率、綜合時(shí)間和分辨率。參考頻率與萬用表抵制噪聲的能力有關(guān)，這里應(yīng)注意當(dāng)斷電或者Reset后，參考頻率值恢復(fù)為默認(rèn)值，需重新設(shè)置參考頻率值;綜合時(shí)間為A/D轉(zhuǎn)換器測量輸入信號的時(shí)間，可以用NPIC命令或APER命令來設(shè)置綜合時(shí)間，例如若A/D轉(zhuǎn)換器的參考頻率設(shè)置為50 Hz，則其周期為1 50 =20 ms，假如設(shè)置10PLCs，則綜合時(shí)間為20 ms×10=200 ms;在測量DC或電阻時(shí)，分辨率是取決于A/D轉(zhuǎn)換器的綜合時(shí)間的，當(dāng)定義分辨率時(shí)，就相當(dāng)于間接定義了綜合時(shí)間，其程序框圖如圖7所示。

　　圖7 配置3458A的A/D

　　2.3設(shè)置3458A的觸發(fā)事件

　　若要使萬用表讀數(shù)，則必須按順序執(zhí)行以下三個(gè)事件：觸發(fā)端事件、觸發(fā)事件和取樣事件。

　　(1)觸發(fā)端事件使能觸發(fā)事件，用TARM命令定義。

　　(2)觸發(fā)事件使能取樣事件，用TRIG命令定義。

　　(3)當(dāng)取樣事件發(fā)生時(shí)，萬用表讀一次數(shù)。然后按照定義好的讀數(shù)次數(shù)，萬用表循環(huán)讀數(shù)。用NRDGS命令定義，第一個(gè)參量為每次觸發(fā)事件后讀數(shù)個(gè)數(shù)，第2個(gè)參量為定義取樣事件方式，其程序框圖如圖8所示。

　　圖8 設(shè)置3458A的觸發(fā)事件

　　3測試結(jié)果

　　使用該系統(tǒng)首先對3458A數(shù)字表的零漂(測試兩表筆短接時(shí)電壓值即電壓表的零漂)進(jìn)行測量，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下得到如圖9所示的測試曲線。當(dāng)3458A數(shù)字表穩(wěn)定工作時(shí)，得到其零漂小于1μV ，因此可以看出該系統(tǒng)具有相當(dāng)高的精度，當(dāng)測試電壓值超過1 V時(shí)，可以達(dá)到1 ppm的測試精度。

　　圖9 3458A零漂曲線圖

　　然后使用該系統(tǒng)測試了電子顯微鏡的物鏡線圈恒流電源的穩(wěn)定度。由于線圈恒流電源中，其采樣電阻具有非常高的穩(wěn)定度(置于恒溫郵箱中且溫漂小于1 ppm/℃)，因此采集該電阻兩端的電壓就可以計(jì)算出線圈電流的穩(wěn)定度。當(dāng)電源工作比較穩(wěn)定時(shí)，使用該系統(tǒng)采集采樣電阻兩端的數(shù)據(jù)以。txt文件格式存儲。使用Excel軟件可以方便地對存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。如圖10所示，可以得到整體效果圖，然后可以選擇一段比較平穩(wěn)的10 min數(shù)據(jù)來進(jìn)行處理計(jì)算，就可以得到電源的1 min穩(wěn)定度。

　　圖10 測試數(shù)據(jù)圖

　　4結(jié)語

　　本文提出了一種基于高穩(wěn)定電源虛擬測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。該方案中所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)硬件平臺基于GPIB總線，以8位半數(shù)字多用表為高精度電壓采集設(shè)備，軟件系統(tǒng)以LabVIEW為開發(fā)平臺，可以實(shí)時(shí)采集處理線圈電流反饋的電壓信號。應(yīng)用該系統(tǒng)測試了穩(wěn)定度為2 ppm/min的物鏡線圈電源。通過實(shí)踐應(yīng)用，在多路高穩(wěn)定的電源穩(wěn)定度測試中，該系統(tǒng)具有高精度，方便與高效等優(yōu)點(diǎn)。由于采用計(jì)算機(jī)軟件采集處理測試數(shù)據(jù)，可以減少人為的測量、處理誤差，同時(shí)節(jié)省大量的人力物力，提高了工作的效率。