无线电机动计量保障系统的设计与实现探讨

无线电机动计量保障系统的设计与实现探讨

何锡辉

佛山市质量计量监督检测中心  528225

摘要：装备计量保障自动化实现的关键是需要构建完善的无线电机动检测系统，这样才能满足电子装备计量检定的任务需求。本文通过信号源和示波器以及数字多用表等设备装置的设计进行了研究，并探讨了无线电机动计量保障系统的设计与实现。

关键词：机动计量保障；无线电技术；系统设计实现

随着电子装备技术不断的创新发展，具体的试验范围也不断的增大，这对电子检测技术的应用提出了更高的标准。在实践工作中，由于电子装备的种类较多，应用在不同的领域中，为了能够有效的提升电子计量检测的质量，需要对多个项目进行测试，并且对测试数据的可靠性提出了更高的要求。基于此，需要对无线电机动计量保障系统实施有效的设计和实现，进而有效的满足工作要求。

一、自动化计量装置的设计与实现

（一）信号发生器系统设计

在整个系统中自动化计量装置是最基础的组成部分，其中包括了信号发生器和数字示波器以及多用表等装置。在这些装置中信号发生器主要是利用信号源自动化计量系统，可以对特定频率范围内的合成信号发生器开展实时的检测。系统内部还包括了测试接收以及微波变频器等多项设备装置。这些设备的合理运转需要在系统的控制下发挥作用，自动对电子设备信号源开展测试。通常情况下，测量接收机频率范围大概在50kHz至1300MHz之间，通过应用变频器能够促使测量频率扩大到18GHz。另外，要想实现良好的检测效果，还需要更换更高频率的功率探测探头。

（二）数字示波器系统设计

在无线电计量保障系统中，数字示波器也是最重要的组成设备。此设备在运行过程中可以实现对600MHz频率范围内的数字示波器技术指标开展精准的测定。示波器设备主要是由示波器校准器组成。此次设计主要是利用特定型号的校准器，此信号校准器的特点主要有以下几方面，（1）幅度垂直偏转，在使用过程中主要是利用方波或直流进行校准，获得的量程幅度相对较高。（2）快沿动态响应，能够在检测模拟或者数字变化器的全部垂直偏转电路实现快速的响应，一般情况下快沿在300ps 以下。（3）稳幅状态波的带宽检测，在检验过程中要了解正弦信号源自身具有良好的幅度准确度，可以快速的确定示波器的带宽，同时还能够实现检测的不连续性。（4）时标的水平定时测定，在测定的过程中准确度相对较高，可以有效的满足大部分高性能数字示波器的校准需求。

（三）数字多用表设计

电学的计量测试中较为常用的设备装置还包括数字多用表，这个装置也是无线电机动计量保障系统使用的核心设备。现阶段常用的数字多用表基本上都设有GPIB控制接口，并且在使用过程中要求对其进行校准检测的设备也应设有GPIB接口，进而为自动化检测的精准性实现提供了可靠的保障。针对数字多用表的检定系统设计，需要使用5700型号的标准设备，确保设备存在多功能的校准源，能够符合无线电机动计量保障系统检测的标准和要求。

二、系统软件设计与实现

（一）系统软件结构设计

自动计量测试系统在完善的情况下需要具备多个层次的结构，这样才能有效地实现其功能。本次系统软件设计过程中，主要针对处在最底层的I/O 接口控制软件进行设计，其作用是负责与硬件设备开展实时的通讯，并且能够快速的连接测量目标和被检测设备，实现良好的检测效果。在具体设计过程中主要应用 VISA对I/O 接口软件进行设计，由于VISA是VPP制定的接口软件标准规范，因此，在设计过程中应重视设计的质量符合检测的标准。在I/O 控制软件层的上面是系统的仪器驱动层，在设计过程中需要利用现代化的仪器设备驱动程序，进而实现对控制软件开发给予便利的条件支持，可以不进行软件代码编程设置。位于仪器驱动层上面的是应用软件层，这也是系统软件开发的核心结构，在设计过程中需要达到仪器控制的目标，并且实现管理服务和人机交互等功能。在系统设计实现的过程中，需要对测试的过程进行积极的引导，并对硬件设备的工作状态进行控制，实现与数据库系统的有效连接，进而达到自动生成报告和配置管理的目标。在应用软件层，能够对各种测试模块进行合理的调用，如示波器的自动检测，可以使用相对成熟的IVI驱动技术，实现对多种型号示波器开展检测工作，并且程序的开发质量和效率都相对较高。

（二）通信协议与标准命令设计

无线电机动计量保障系统一般使用IEEE488 .2 标准协议，在协议中对程控仪器数字接口的编码和格式以及公共命令等给予了明确的规定，可以说是针对性较强的协议要求。IEEE488 .2 协议中对明确规定了测量仪器的接口信息结构，同时也对信息交换的具体方式进行了明确，能够在使用过程中保证仪器通信软件实现高度的兼容性，实现良好的设备功能性。IEEE488 .2 协议内容主要包括三个主要部分，包括器件和系统以及控制者三项规定内容。

（三）数据库设计

此次系统设计使用 InterBase7.0 数据库管理系统以及Access数据库，这样可以有效的提高数据库系统的稳定性，从而符合系统设计简单和使用便捷性的实际要求，并且系统设计完成后期的维护成本相对较低，是性能较高的大型数据库系统。数据库系统设计是无线电机动计量保障系统设计的关键部分，主要可以应用在测试软件运行期间产生的大量信息数据实施高效的存储和分析处理。数据库系统与系统中其他的功能模块进行紧密的联系，并且是数据流的最终归属。无线电机动计量保障系统的数据库并非一个，在设计过程中需要设计四个子数据库，每个数据库存储的数据信息存在一定的差别。信号发生器数据库中的数据信息主要是客户表和仪器表以及仪器信息等内容，这些都属于数据库中的基础信息模块，有效地降低的信息存储冗余的程度，并且实现了数据输入和输出的标准化管理。在指标和测试点数据库中包括了几个指标信息管理，每个项目都对应完善的数据表，实现了指标信息的高效化管理，为测试结果判断的准确性提供了可靠的数据。测试证书数据库作为信息的载体，能够将所有的证书信息进行存储，并实现高效规范的管理。

（四）关键模块设计

结合具体的检测对象和硬件系统设计结构，软件系统也应分为多个设计部分，其中信号发生器测定软件可以分为六个主要的设计模块，每个模块设计都要重视设计的质量，满足系统应用的需求。同时要特别重视测试模块的设计，主要是由于测试模块是系统的核心结构，其主要功能是负责检测被检测信号源的具体型号和编号以及测试日期等信息，并且能够将测试获得的信息结果完整的保存在数据库系统中。数字示波器与信号发生器的部分关键模块具有一定的相似性，但是具体的项目和测试对象存在显著的差别。数字多用表的检测系统则可以分为五个主要的模块，每个模块都具有各自的作用。同时也应重视系统操作界面的设计，做好设计的简洁性和操作的便捷性，进而满足自动化检测的具体要求。

结束语：

通过对无线电机动计量保障系统的设计，能够有效地满足电子设备自动化检测的实际需求。本次设计主要是应用基础设备且能够满足工况的环境下，实现了机动计量检测的准确性标准。并利用数据库和系统核心模块设计，为系统应用过程中的数据库管理和实现准确的自动化检测结果提供可靠的保障。最重要的是保证了系统设计界面的简洁性，有效的满足了在实际工作中简单化的操作需求。

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