VB环境下基于GBIP技术超导测试系统的设计与实现

1、VB环境下基于GBIP技术超导测试系统的设计与实现论文导读:：技术灵活、高效、经济等优点使其成为目前最为广泛的工业接口标准。基于VB语言的GBIP技术软件开发。超导测试系统硬件系统的组成。论文关键词：GPIB技术，VB，超导测试系统1.引言在工业生产或科学研究中，都需要可靠而精密的测试手段。然而一项繁杂重复的计量测试、检定工作过程，必须按照检定规程对装备的每个量程、每个档位进行测试，应用传统的人工测试难免会出现错误，处理效率低、人为误差大等问题；而购买整套自动检测自动测试系统又存在价格昂贵、造成了大量单台测量仪器闲置，使得昂贵的仪器资源得不到充分利用。基于目前许多仪器都备有了GPIB接口，利用

2、常见的PC机作控制器，事先编写应用程序通过GPIB接口有效传输数据，把检测中常用种类繁多、功能各异、独立性强的仪器设备在计算机管理下由预先编制好的程序对各种物理量进行自动测量、采集数据，对数据进行分析，对原始测量数据进行误差分析，完成测量结果显示、存储传输和输出等操作协同工作自动测试系统1,2。基于GPIB接口自动测量系统示意图如图1所示：本文在Visual Basic 6.0开发环境下，通过调用动态链接库（DLL）毕业论文怎么写，系统在GPIB总线上有效传输数据命令，从而控制纳伏表、恒流源和温度计，实现对超导薄膜材料特性的自动测量，并且利用对象的链接和嵌入自动化（OLE）技术获取Excel的

3、控制句柄，将测量数据自动存储在Excel表格中，方便后期分析处理。2.测试系统的原理与组成2.1 GPIB接口技术概述GPIB 也叫 HPIB，是一种并行的与可程控测量仪器相连接的标准接口总线系统，能以一种外总线互联的方式将一些智能仪器用机架或层叠的方式组建开放式自动测试系统。GPIB技术灵活、高效、经济等优点使其成为目前最为广泛的工业接口标准。为了保证GPIB总线发挥上述优异性能必须遵守一些规范：电缆总长度不能超过20m；各仪器间平均距离不能超过2m；两台设备之间最大间隔不超过4m；设备物理地址容量不超过31个；同时工作的设备数目不少于总设备的2/34,5。本测量系统使用AX5489 GPI

4、B接口板为IEEE-488接口板,即系统接口总线，用NECupd7210C芯片制成，完全符合IEEE-488.1标准，运行中数据传输为300KBytes/s。其软件支持Basic、编译Basic、C、Pascal及Windows下的DLL（动态连接库），用户可以根据需要利用高级语言进行自动测量系统的编程。2.2超导测试系统硬件系统的组成本超导特性自动测试系统基于开尔文四线法进行接触电阻的测量原理，在VB6.0环境下通过GPIB接口卡和线缆与计算机及系统测量设备的通信实现测量命令的发送和测量数据的采集核心期刊。本系统硬件主要包括三个部分：第一部分计算机自动控制单元利用事先写好的程序通过GPIB总

5、线与测量设备相互传递命令和测量数据采集，并且对原始测量数据进行分析处理，对完成测量结果显示、存储等操作。第二部分测量单元它由Keithley、2182A型纳伏表、Keithley 2400恒流源以及LAKESHORE温度监控仪组成，这一部分在计算机的控制下实现对超导样品电导率和测试温度数据的测量及输出。第三部分降温单元为超导转变提供条件。系统的结构框图如图2所示。3.系统软件设计基于Windows 操作系统平台，使用Visual Basic6.0（简称VB）开发工具设计和开发了超导本测试系统的自动控制软件，实现了测试数据的实时采集显示，并采用对象的链接和嵌入的自动化技术将数据存储在Excel电

6、子表格中方便后期数据的分析处理。3.1基于VB语言的GBIP技术软件开发VB 6.0是Microsoft公司推出的可视化程序开发工具，具有易学易用，编程效率高，开发周期短，界面设计方便快捷等优点。但是VB有限的硬件编程能力，尤其在工业控制，测控技术等领域又使得许多硬件开发者对此深感无奈。一般来说有两种途径2-5：一是直接访问，即用VB直接编写访问PCI设备的接口函数（这种方法要有相关软件的支持）；二是间接访问毕业论文怎么写，即VB调用其它编程语言（如汇编，C等）写的底层驱动模块（一般封装成动态连接库DLL的形式）实现。相比较而言，第二种方法较为简单。用户无需了解GPIB总线的底层协议，只需要熟

7、悉GPIB控制卡的基本命令函数，就可以实现设备间的相互通信。本文利用AX5489 GPIB接口板自带的支持VB和C等高级语言编译的DLL动态链接库，在VB程序中使用无论何种语言编写的DLL，其调用方法都是一样的。在调用动态链接库之前，VB要求必须在窗体或模块的声明区中定义所要调用的函数。否则VB不能识别所调用的动态链接库。若AX5489GPIB接口板的DLL安装在C： AX5488DLL目录下，则在模块中的声明如下形式:Private DeclareFunction XXX Lib C:AX5488DLLgpib.dll (ByVal gpibaddr%, ByValwrtstr$, ByVa

8、l lenwrt%) As Integer前者主要声明了与AX5488的各功能函数,后者则主要声明相关的常量和全局变量,并实现和gpib.dll的联系。VB程序中通过声明DLL中的这些函数并提供DLL路径来调用这些函数，完成对测量系统仪器的通信控制。在开发的测试系统中，进行数据采集的步骤如下：1.初始化仪器，函数为ibdev;2.清除仪器。函数为ibclr；3.从仪器读取设备，或向仪器写入指令，函数为ibrd、ibwrt；4.释放仪器，函数为ibonl。3.2自动测试框架所开发的自动测试软件系统整体框架如图3所示：超导材料薄膜测试工作操作界面如图4所示根据图3和图4所示可知，在测试之前，用户首

9、先选择软件系统中测试项目，而后输入各测试项目所对应的测试产品编号、以及测试电流大小。完成后，程序会进行参数合理性检查，并探测系统中的仪器连接是否正常。若检测通过，计算机将设置数据存储在Excel数据库内；若检测不通过，则计算机程序通过操作界面警示提示，要求用户重新设置直至合格。测试中，计算机根据所测内容调用gpib.dll的输入读取函数与测量单元的Keithley2182A型纳伏表、Keithley2400恒流源及LAKESHORE温度监控仪进行控制测量，并自动把测量数据保存在EXCEL表格中核心期刊。此外，用户还可以进行测试的停止、继续、退出等操作毕业论文怎么写，并通过数据显示区实时观察测试

10、曲线结果。3.3数据采集与显示方法本测试软件采用轮询法对GPIB 总线上的多台测试仪进行命令控制和数据采集。通过VB 自带的Timer控件，可以定量设置轮询时间间隔，受系统仪器延迟时间影响，本系统轮询间隔时间为1s。由于本系统的降温单元使用的早期MVE CryoSystem公司液氦压缩机制冷系统，最高制冷速度为0.2k/s，随着温度下降到100k以下，速度降到0.03k/s，这样足以满足实际测量需要6。数据采集的程序流程图如图5 所示。由图5 可知，计算机根据用户所设置测量电流通过ibwrt（）函数发送给测试单元的精密电流源输出相应电流，并通过对薄膜电压测量算出电阻率和实时温度绘制出R-T和临

11、界电流密度和电阻率曲线，并将所测得数据及计算结果一并存入设置好的Excel数据表格中。在测试中，当发现系统中的某一台仪器工作不正常时，程序会自动对该仪器进行故障标记，不再对其进行相关操作，并给出相应的错误提示信息，但并不影响其他测试仪器的正常测试工作。测试数据实时采集时，最重要是把内部信息解读出来，第一时间显示给用户看。这就需要测试操作界面能够把测试曲线通过图形的方式直观表现出来。由于VB缺乏自动生成坐标控件，只能利用自定义坐标方法在界面上来制作图形文件3。为展示测量曲线的全貌或细节，首先根据不同测试材料常温电阻率和初始温度创建不同大小的坐标系统，以求最高的测试曲线分辨率。在VB中，用Scal

12、e方法实现坐标系统压缩或放大；其次为了增加绘图效果，利用Line方法在坐标上绘制网线格，以方便精确读数。最后测量值之间用连线连接，使得测量连续。系统实测曲线图形如图4所示。3.4数据管理方法VB的报表功能有限，其设计过程比较复杂毕业论文怎么写，而且一旦报表格式发生变化，就得相应修改程序，给应用软件的维护工作带来极大的不便。在VB6.0中我们通过OLE技术获取Excel的控制句柄，从而直接控制Excel的一系列操作，实现了VB与Excel的有机连接，实现了数据存储管理7。步骤如下：1.在工程中引用Microsoft Excel类型库：从工程菜单中选择引用栏；选择Microsoft Excel 1

13、2.0 ObjectLibrary（Excel2003），然后选择确定。表示在工程中要引用Excel类型库。2在通用对象的声明过程中定义EXCEL对象：DimxlAppAsExcel.ApplicationDimxlBookAsExcel.WorkBookDimxlSheetAsExcel.Worksheet3在程序中操作EXCEL表常用命令：SetxlBook=xlApp.Workbooks.Open(文件名)：打开已经存在的EXCEL工件簿文件xlApp.Visible=True：设置EXCEL对象可见（或不可见）SetxlSheet=xlBook.Worksheets(表名)：设置活动工作表xlSheet.Cells(row,col)=值：给单元格（row,col）赋值xlSheet.PrintOut：打印工作表xlBook.Close(True)：关闭工作簿xlApp.Quit：结束EXCEL利用以上操作命令实现对Excel控制，使得测试软件与Excel的有机连