淺論程控多路直流電源電壓示值誤差的自動檢定

朱靜

（中國飛行試驗(yàn)研究院，陜西西安，710089）

1 程控直流電源概述

電源的內(nèi)部非靜電力作用會導(dǎo)致電流從負(fù)極向正極流去，促使電荷所形成的流動形成一種閉合循環(huán)。體現(xiàn)電源自身的一個(gè)較為重要的特征量是電源的電動勢，其主要是從正電荷向著負(fù)極通過電源內(nèi)部轉(zhuǎn)移到正極時(shí)非靜電力所做的功。電源為電路提供了相應(yīng)的能量，給出的功率P和電源電勢E/兩者的乘機(jī)相等。此外，電源還存在另外一種特征，就是其內(nèi)部電阻RO，通過了電源的電流后，電源的內(nèi)部所損耗的電功率等于RO。

如果電源的正、負(fù)兩極沒有相互連通的時(shí)候，電源則處于斷路狀態(tài)，這種情況下，兩個(gè)電極之間存在的電位差則是在差值上，和電源電動勢相等。如果出現(xiàn)斷路，則會不斷出現(xiàn)非電能和電能之間的相互轉(zhuǎn)換。如果把負(fù)載電阻和電源的兩極相互連接，會構(gòu)成相應(yīng)的閉合回路，借助電源內(nèi)部的電流，則會從負(fù)極向著正極流動。這種情況下，電源所提供的功率E則等于輸送到 外電路的功率U和內(nèi)電阻產(chǎn)生損耗的熱功率RO之和。因此，當(dāng)電源向著負(fù)載電阻提供一定功率的時(shí)候，這種情況下電源的兩極點(diǎn)位差U=E-RO。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)組成

檢定系統(tǒng)主要是通過調(diào)壓器、轉(zhuǎn)接器、電子負(fù)載、HP34401A數(shù)字表以及計(jì)算機(jī)等共同組成的，這一數(shù)字子啊精度和量程方面能夠促使該系統(tǒng)需求得到滿足。將IO卡和GPIB卡插到計(jì)算機(jī)的擴(kuò)展槽當(dāng)中，將I/O卡和繼電器板進(jìn)行連接。使用CPIB線將HP34401A數(shù)字表和程控多路直流電源、計(jì)算機(jī)相互連接。

2.2 轉(zhuǎn)接器

線路轉(zhuǎn)接器是通過繼電器板組合形成的，數(shù)字I/O板存在USB接口、ISA接口和PCI接口等，結(jié)合設(shè)計(jì)需需要以及設(shè)計(jì)成本，相應(yīng)技術(shù)人員可以使用日新公司生產(chǎn)的KPCI-843接口卡，這中接扣卡可以將其應(yīng)用在工業(yè)過程控制系統(tǒng)，或者將其應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)室開關(guān)狀態(tài)變換輸出[1]。32路光隔開關(guān)量輸出，具備兩極鎖存，對其進(jìn)行關(guān)機(jī)處理，并不會對外部狀態(tài)帶來影響。對其進(jìn)行安裝和使用十分方便，程序編制相對簡單。其中的I/O信號均是通過卡上的37芯D型插頭和繼電器板進(jìn)行相互連接。使用繼電器板，可以使用日新的K-807板，他使用專為KPCI-843接口卡外配的繼電器板，同時(shí)板上存在16個(gè)電磁繼電器， 同時(shí)還設(shè)置了16個(gè)LED顯示。這種轉(zhuǎn)接器使用起來比較直觀、實(shí)用、具有較高可靠性，可以在工業(yè)現(xiàn)場使用。

2.3 信號轉(zhuǎn)接關(guān)系

為了能夠?qū)⑿盘柕倪B接關(guān)系進(jìn)行明確表達(dá)，先對繼電器原理做出初步分析。

如果I/O卡所輸出的“0”處于相對低平的狀態(tài)時(shí)，這時(shí)的發(fā)光管會點(diǎn)亮，線圈通電，繼電器吸合，這種情況下，常開節(jié)點(diǎn)相互接觸。如果I/O卡所輸出的數(shù)字為“1”高電平時(shí)，這時(shí)的發(fā)光管則會熄滅，這種情況下，線圈不通電，繼電器釋放，此時(shí)的常閉節(jié)點(diǎn)之間相互接觸。程控電源中的1-10路輸出部分分別是和K1-K10繼電器常閉接點(diǎn)相互連接，K1-K10繼電器敞開接點(diǎn)相互連接在一起，和電子負(fù)載正端相互連接[2]。1-6路的地接K11常閉接點(diǎn)，7-10路負(fù)端和K12-K15的常閉電兩者之間進(jìn)行相互連接。

3 程序設(shè)計(jì)

3.1 第一回路

以第一路作為案例，證明程序工作的具體過程，先進(jìn)行系統(tǒng)的自檢，對第一路進(jìn)行檢定過程中，需將K1和K11進(jìn)行吸合，對多路直流電源而言，其好電子負(fù)載兩者共同構(gòu)成了相應(yīng)的回路。在這種情況下，計(jì)算機(jī)需要借助GPIB接口對多路直流電源按照一定的要求進(jìn)行輸出，此后計(jì)算機(jī)可以使用GPIB線讀回HP34401A數(shù)字表對相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行測定，此后對相關(guān)數(shù)據(jù)、存盤等進(jìn)行科學(xué)處理。當(dāng)對第一路進(jìn)行檢定完成之后，可以接著向I/O卡下發(fā)命令，對繼電器的轉(zhuǎn)換情況進(jìn)行控制，將K1和K11繼電器斷開，然后和K2和K11繼電器相互連接。開始進(jìn)行第二次檢定，進(jìn)行一次類推，直到十路均檢定完成為止[3]。

圖1 繼電器板連線退

3.2 IVI驅(qū)動程序

對IVI驅(qū)動程序進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，使用的是Lab Windows當(dāng)中的IVI-C，分析了IVI技術(shù)自動測試以及校準(zhǔn)系統(tǒng)當(dāng)中的相應(yīng)資源和儀器管理。IVI程序驅(qū)動架構(gòu)內(nèi)容有IVI類型的驅(qū)動庫、IVI專用的驅(qū)動庫、IVI引擎等[4]。其中IVI驅(qū)動器屬于儀器資源功能屬性的集合，這一內(nèi)容的本質(zhì)是一組不對儀器工作進(jìn)行直接控制的接口函數(shù)，其上層的程序能夠愛直接和過調(diào)方式進(jìn)行應(yīng)用，進(jìn)而對一類儀器進(jìn)行控制。對其進(jìn)行具體編制過程中，主要是結(jié)合當(dāng)前已經(jīng)公開發(fā)布的，內(nèi)容有示波器、數(shù)字萬用表、電子負(fù)載等多種類型的儀器規(guī)范。而IVI專用驅(qū)動庫，能夠進(jìn)行直接和儀器通信，并且將一些可以對一類儀器所需的完整信息進(jìn)行封裝。

4 結(jié)束語

該系統(tǒng)具有相對明確的設(shè)計(jì)思路，對其進(jìn)行實(shí)踐研究，發(fā)現(xiàn)其性能具有較高的可靠性。同時(shí)對GPIB總線進(jìn)行應(yīng)用，對系統(tǒng)在一起中的自動檢定中的廣泛使用。該程序選擇VB進(jìn)行具體編寫，對于儀器以及接口卡的控制，采用調(diào)用命令的方式比較容易實(shí)現(xiàn)。其主要是借助I/O卡以及繼電器板，促使自動轉(zhuǎn)接思路實(shí)現(xiàn)多路信號鑒定，具有較高堅(jiān)定意義。

參考文獻(xiàn)

[1]宋佳玲,王蘇閩,朱宇潔.基于LabVIEW的電荷放大器自動檢定軟件設(shè)計(jì)[J].導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù),2017(06):102-105.

[2]李玉花.三相組合互感器集中自動檢定技術(shù)研究[D].華東交通大學(xué),2017.

[3]葛靜華,萬麗,范剛,范欣.關(guān)于電測儀表自動檢定技術(shù)的方法思考[J].科技與企業(yè),2013(23):369.