基于高稳定电源虚拟测试系统设计方案

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。

图7 配置3458A的A/D

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。

图8 设置3458A的触发事件
 

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1μV ，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。

图9 3458A零漂曲线图

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。

图10 测试数据图

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。