基于5730A多功能校准器的数字多用表自动校准系统
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摘 要：基于Fluke生产的5730A高精度多功能校准器，以VB.NET为开发环境编写校准软件，实现数字多用表自动校准。该系统实现了数字多用表自动校准、记录及证书自动创建生成等功能。这在很大程度上提高了数字多用表校准的工作效率以及准确程度，简化了工作流程，降低了工作强度，保障了科研生产任务的顺利进行。
关键词：5730A 自动校准 数字多用表
中图分类号：TB971 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）03（b）-0026-02
数字多用表是用于测量电压（和/或电流、电阻），并以十进制数字显示测量值的电子式多量限、多功能的测量仪表，是工业实践中最为常用的仪表之一。随着近年我国中高端制造业的快速发展，高精度数字多用表越来越多地出现在各行业的测试、装配等环节中。为确保数字多用表使用过程中的量值准确可靠，必须定期对其进行定期校准。
数字多用表的校准就是按照统一标准规程，以实验方式对数字多用表的性能指标进行检验， 观察判断其是否符合技术要求。
数字多用表的校准工作，通常由计量员手动设置数表到校准项目，并将标准源设置到校准点，待读数平稳后记录数值。完成所有操作后再依据校准结果计算每个校准点不确定度。由于各类数字多用表功能多、量程、校准点繁杂，每一个校准点均要完成不确定度的评定工作，导致这种校准工作方式效率低、易出错，且对计量员有一定的素质要求。为了提高工作质效，降低工作门槛，我们设计完成一套数字多用表的自动校准系统。
1 校准原理及系统组成
1.1 校准原理
参照JJF 1587-2016《数字多用表校准规范》，校准工作见表1。
首先由操作人员完成外观及通电检查，完成数字多用表的预热、预调工作后，再通过标准源法开展示值误差校准工作。
为减少校准过程中人员的切换导线的操作，我们按照直流电流→交流电流→直流电阻→直流电流→交流电流的校准顺序完成操作，校准不确定度的评定工作在各项目校准过程中由系统自动完成。
1.2 系统组城
依据5730A高精度多功能校准器自身硬件配置对其实现远程控制。整个系统主要由5730A高精度多功能校准器、RS232通信缆线、绝缘导线、计算机及打印机组成。
系统结构图见图1。
计算机通过RS232接口分别与5730A标准源和被校数表连接，计算机控制标准源产生标准电信号，同时控制被校数表切换至对应项目和量程等，待读数平稳后，计算机通过串口读取被校数表的示值，然后对数据进行处理、存储，同时计算该校准结果的不确定度。
系统实物图见图2。
2 软件设计
系统软件以Microsoft visual studio为开发平台，在VB.NET环境下进行编写，采用Microsoft Access作为数据库系统，通过Word制作证书、记录模板。系统软件可实现所有电信号数据的自动采集、数据处理、存储，并自动计算每个校准点的不确定度，能自动生成并打印原始记录、校准证书。
软件主要由初始化模块、控制采集模块、数据处理模块、以及报表管理模块构成，系统的工作流程图见图3。
（1）初始化模块。
该模块主要用于系统开始阶段进行串口通信基本配置，同时设定被校数表的基本信息;设定标准器、參照规程规范信息;设定环境信息等，依据被校数表的厂家、型号调用不同的控制采集命令。
（2）控制采集模块。
通过串口控制5730A标准源输出标准信号，并读取该标准信号，通过串口控制被校数表切换至对应校准项目的特定量程，等待读数稳定后，读取被校数表读数。
（3）数据处理模块。
将读取到的各校准值处理为标准格式，并计算校准结果的不确定度，然后存储至数据库文件中。
（4）报表管理模块。
将每份校准工作以表格形式管理，并导出至固定的记录、证书模板，以供打印。
3 校准注意事项
（1）由于寄生电动势等影响，直流电压、电流、电阻在校准的过程中由系统自动进行清零后再进行示值误差校准。
（2）由于引线电阻的存在，直流电阻100kΩ以下采用四线制测量，100kΩ及以上采用两线制测量。
（3）测量低频交流电压时，系统自动将被校数表的滤波频率设置到低频段，这样采集到的信号更加科学、准确。
4 结语
基于5730A多功能校准器的数字多用表自动校准系统，取代了人工操作设备、手写记录，及计量人员人工计算不确定度、人工出具证书的工作模式，降低了计量人员的工作强度，大大提高了数字多用表的校准工作效率，且很大程度上降低了校准工作门槛。
该数字多用表自动校准系统，由于整个检定过程的固定、统一，降低了传统校准工作过程中发生粗大误差的风险，提高了校准过程的准确度和稳定性，保障了测量数据的准确可靠，使得校准工作的质量有了质的提升。
参考文献
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