预设置3458A状态 - 基于高稳定电源虚拟测试系统设计方案

　　2.1.2 预设置3458A状态

　　通电后3458A 首先处在power-on 状态，此状态下trigger arm，trigger，sample events事件都预设置为AUTO模式，这使得万用表处于不断的读数状态，所以在为万用表的测量设置之前，必须先悬挂读数，使其不在读数状态。解决此问题的方法是presetting 万用表，即发送“PRESET NORM”或者“PRESET FAST”命令，其程序框图如图5所示。

　　2.1.3 定义3458A测量功能

　　如要测量直流电压，则需发送FUNC DCV 命令至3458A，DCV 为FUNC 的第1 个参量，第2 个参数口r 以定义测量分辨率，其设置方式包括以下两方面：

　　（1）Autorange方式：在每次读数前万用表3458A 取样输入数据，并且自动选择测量范围，因此这种方式需要花费更多的测量时间。在power-on/PRESET NORM状态下，Autorange被使能，也可使用ARANGE ONCE命令选择将Autorange使能一次。

　　（2）定义范围方式：例如若使用“DCV 2.5”命令，则将设置万用表3458A 的最大输入电压为2.5 V，万用表白动选择量程为DC10 V，其程序框图如图6所示。

　　2.2 配置3458A的A/D转换器程序设计

　　A/D 转换器的设置决定测量速度、分辨率、精度和电压或电阻测量时的抗噪声，配置A/D转换器的因素有三个：参考频率、综合时间和分辨率。参考频率与万用表抵制噪声的能力有关，这里应注意当断电或者Reset后，参考频率值恢复为默认值，需重新设置参考频率值；综合时间为A/D 转换器测量输入信号的时间，可以用NPIC命令或APER命令来设置综合时间，例如若A/D转换器的参考频率设置为50 Hz，则其周期为1 50 =20 ms，假如设置10PLCs，则综合时间为20 ms×10=200 ms;在测量DC或电阻时，分辨率是取决于A/D转换器的综合时间的，当定义分辨率时，就相当于间接定义了综合时间，其程序框图如图7所示。

　　2.3 设置3458A的触发事件

　　若要使万用表读数，则必须按顺序执行以下三个事件：触发端事件、触发事件和取样事件。

　　（1）触发端事件使能触发事件，用TARM命令定义。

　　（2）触发事件使能取样事件，用TRIG命令定义。

　　（3）当取样事件发生时，万用表读一次数。然后按照定义好的读数次数，万用表循环读数。用NRDGS 命令定义，第一个参量为每次触发事件后读数个数，第2个参量为定义取样事件方式，其程序框图如图8所示。

　　3 测试结果

　　使用该系统首先对3458A数字表的零漂（测试两表笔短接时电压值即电压表的零漂）进行测量，在实验室环境下得到如图9 所示的测试曲线。当3458A 数字表稳定工作时，得到其零漂小于1 μV ，因此可以看出该系统具有相当高的精度，当测试电压值超过1 V 时，可以达到1 ppm的测试精度。

　　然后使用该系统测试了电子显微镜的物镜线圈恒流电源的稳定度。由于线圈恒流电源中，其采样电阻具有非常高的稳定度（置于恒温邮箱中且温漂小于1 ppm/℃），因此采集该电阻两端的电压就可以计算出线圈电流的稳定度。当电源工作比较稳定时，使用该系统采集采样电阻两端的数据以。txt文件格式存储。使用Excel软件可以方便地对存储的数据进行处理。如图10所示，可以得到整体效果图，然后可以选择一段比较平稳的10 min 数据来进行处理计算，就可以得到电源的1 min稳定度。

　　4 结语

　　本文提出了一种基于高稳定电源虚拟测试系统设计方案。该方案中所设计的系统硬件平台基于GPIB总线，以8位半数字多用表为高精度电压采集设备，软件系统以LabVIEW为开发平台，可以实时采集处理线圈电流反馈的电压信号。应用该系统测试了稳定度为 2 ppm/min的物镜线圈电源。通过实践应用，在多路高稳定的电源稳定度测试中，该系统具有高精度，方便与高效等优点。由于采用计算机软件采集处理测试数据，可以减少人为的测量、处理误差，同时节省大量的人力物力，提高了工作的效率。（作者：袁水平，董全林）