[發(fā)明專(zhuān)利]基于恒流源的多功能虛擬儀器及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310205020.8
• 申請(qǐng)日: 2013-05-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103257277A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴冬冰;王雅君;孫業(yè)萍;姜亞萍;劉正光
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津天獅學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G01R27/08
• 分類(lèi)號(hào): G01R27/08;G01R31/36;G01R31/40;G06F9/455
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專(zhuān)利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 杜文茹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種檢測(cè)儀器。特別是涉及一種用于常見(jiàn)電氣參數(shù)測(cè)量的基于恒流源的多功能虛擬儀器及控制方法。

背景技術(shù)

虛擬儀器技術(shù)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來(lái)完成各種測(cè)試、測(cè)量和自動(dòng)化應(yīng)用。

在電氣領(lǐng)域，對(duì)恒流源、測(cè)試電阻、電子負(fù)載和蓄電池性能的測(cè)試是最常用最普遍的測(cè)試，通常我們所見(jiàn)到的測(cè)量?jī)x器都是單一功能，即測(cè)試恒流源，只能用測(cè)試恒流源的儀器，測(cè)試電阻，只能用測(cè)試電阻的儀器，測(cè)試電子負(fù)載，只能用測(cè)試電子負(fù)載的儀器，測(cè)試蓄電池性能，只能用測(cè)試蓄電池性能的儀器，并且四種功能單一的測(cè)試儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。

虛擬儀器具有性能高、擴(kuò)展性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)時(shí)間少，以及出色的集成等優(yōu)勢(shì)。虛擬儀器是儀器計(jì)算機(jī)化的產(chǎn)物，是集成化儀器的基礎(chǔ)，是儀器領(lǐng)域的一場(chǎng)革命，是多學(xué)科交叉的結(jié)果。虛擬儀器技術(shù)的快速發(fā)展，使得可以在一臺(tái)虛擬儀器中同時(shí)集成多種測(cè)試功能。

如圖1所示，通常虛擬儀器的結(jié)構(gòu)包括有依次連接的：計(jì)算機(jī)A、通信接口B和測(cè)控電路C，所述的測(cè)控電路C連接測(cè)控對(duì)象D。這種結(jié)構(gòu)的虛擬儀器通常僅具有單一的測(cè)控功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種將恒流源功能、測(cè)試電阻、電子負(fù)載和測(cè)試蓄電池性能集成在一個(gè)儀器中的基于恒流源的多功能虛擬儀器及控制方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于恒流源的多功能虛擬儀器，包括有計(jì)算機(jī)，還設(shè)置有與計(jì)算機(jī)通過(guò)通信接口相連的恒流源，所述的恒流源連接被測(cè)部件。

所述的通信接口是采用多功能卡或嵌入式裝置。

所述的嵌入式裝置是通過(guò)RS232串口與計(jì)算機(jī)相連的ARM功能板，或是通過(guò)RS232串口與計(jì)算機(jī)相連的單片機(jī)功能板。

所述的恒流源包括有積分器U2、比例放大器U1和場(chǎng)效應(yīng)管T1，其中，所述的積分器U2的輸入端通過(guò)電阻R3連接通信接口，由通信接口輸出恒流源的設(shè)定值，積分器U2的該端還通過(guò)電阻R4連接所述比例放大器U1的輸出端，所述積分器U2的輸出端通過(guò)電阻R1連接場(chǎng)效應(yīng)管T1的柵極，所述比例放大器U1的輸入端連接電阻R2的兩端，通過(guò)R2采樣輸出電流，所述場(chǎng)效應(yīng)管T1的漏極連接電源V，恒流源的輸出通過(guò)接線端子J1連接被測(cè)部件。

一種用于基于恒流源的多功能虛擬儀器的控制方法，是主控制程序根據(jù)使用者的選擇，控制儀器進(jìn)行恒流源功能的設(shè)定，或進(jìn)行電阻測(cè)試，或進(jìn)行電子負(fù)載功能的測(cè)試，或進(jìn)行蓄電池性能測(cè)試，或進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)，具體包括如下步驟：

1）通過(guò)虛擬儀器的一級(jí)窗口，選擇自動(dòng)校準(zhǔn)，或恒流源，或電阻測(cè)試，或電子負(fù)載功能測(cè)試，

2）判斷是否建立數(shù)據(jù)庫(kù)，若不建立直接進(jìn)入下一步驟，建立則先建立數(shù)據(jù)庫(kù)后再進(jìn)入一一步驟；

3）判斷是否進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)，是則進(jìn)入自動(dòng)校準(zhǔn)程序，否則進(jìn)入下一步驟；

4）判斷是否進(jìn)行恒流源功能的設(shè)定，是則進(jìn)入恒流源程序，否則進(jìn)入下一步驟；

5）判斷是否進(jìn)行電阻測(cè)試，是則進(jìn)入電阻測(cè)試程序，否則進(jìn)入下一步驟；

6）判斷是否進(jìn)行電子負(fù)載功能測(cè)試，是進(jìn)入電子負(fù)載功能測(cè)試程序，否則進(jìn)入下一步驟；

7）判斷是否進(jìn)行蓄電池性能測(cè)試，是則進(jìn)入蓄電池性能測(cè)試程序，否則返回步驟1）繼續(xù)循環(huán)。

所述的自動(dòng)校準(zhǔn)程序包括如下步驟：

1）自動(dòng)校準(zhǔn)界面初始化；

2）設(shè)定校準(zhǔn)電流；

3）輸出校準(zhǔn)電流，采樣電流和電壓；

4）輸入基準(zhǔn)電流和電壓；

5）判斷是否還繼續(xù)校準(zhǔn)，是則返回步驟2）繼續(xù)進(jìn)行，否則進(jìn)入下一步驟；

6）進(jìn)行曲線擬合計(jì)算校準(zhǔn)參數(shù)并存入數(shù)據(jù)庫(kù)；

所述曲線擬合計(jì)算校準(zhǔn)參數(shù)的方法：取設(shè)定電流值3—5個(gè)點(diǎn)，采樣對(duì)應(yīng)的輸出電流值，再輸入對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)電流值，應(yīng)用數(shù)學(xué)中的曲線擬合理論計(jì)算校準(zhǔn)參數(shù)。

7）返回主控制程序。

所述的恒流源程序包括如下步驟：

1）恒流源界面初始化；

2）設(shè)定電流和采樣周期；

3）輸出電流，定時(shí)采樣電流和電壓；

4）存儲(chǔ)并顯示更新輸出電流，以及采樣電流和電壓；

5）判斷是否結(jié)束恒流源程序，是則返回主控制程序，否則返回步驟3）繼續(xù)。

所述的電阻測(cè)試程序包括如下步驟：

1）對(duì)電阻測(cè)試界面進(jìn)行初始化；

2）設(shè)定恒流源電流；

3）輸出電流，采樣電流和電壓；

4）計(jì)算被測(cè)電阻值；

5）顯示更新后的輸出電流、采樣電流、采樣電壓和被測(cè)電阻值；