1、VB環境下基于GBIP技術超導測試系統的設計與實現論文導讀:：技術靈活、高效、經濟等優點使其成為目前最為廣泛的工業接口標準。基于VB語言的GBIP技術軟件開發。超導測試系統硬件系統的組成。論文關鍵詞：GPIB技術，VB，超導測試系統1.引言在工業生產或科學研究中，都需要可靠而精密的測試手段。然而一項繁雜重復的計量測試、檢定工作過程，必須按照檢定規程對裝備的每個量程、每個檔位進行測試，應用傳統的人工測試難免會出現錯誤，處理效率低、人為誤差大等問題；而購買整套自動檢測自動測試系統又存在價格昂貴、造成了大量單臺測量儀器閑置，使得昂貴的儀器資源得不到充分利用。基于目前許多儀器都備有了GPIB接口，利用

2、常見的PC機作控制器，事先編寫應用程序通過GPIB接口有效傳輸數據，把檢測中常用種類繁多、功能各異、獨立性強的儀器設備在計算機管理下由預先編制好的程序對各種物理量進行自動測量、采集數據，對數據進行分析，對原始測量數據進行誤差分析，完成測量結果顯示、存儲傳輸和輸出等操作協同工作自動測試系統1,2。基于GPIB接口自動測量系統示意圖如圖1所示：本文在Visual Basic 6.0開發環境下，通過調用動態鏈接庫（DLL）畢業論文怎么寫，系統在GPIB總線上有效傳輸數據命令，從而控制納伏表、恒流源和溫度計，實現對超導薄膜材料特性的自動測量，并且利用對象的鏈接和嵌入自動化（OLE）技術獲取Excel的

3、控制句柄，將測量數據自動存儲在Excel表格中，方便后期分析處理。2.測試系統的原理與組成2.1 GPIB接口技術概述GPIB 也叫 HPIB，是一種并行的與可程控測量儀器相連接的標準接口總線系統，能以一種外總線互聯的方式將一些智能儀器用機架或層疊的方式組建開放式自動測試系統。GPIB技術靈活、高效、經濟等優點使其成為目前最為廣泛的工業接口標準。為了保證GPIB總線發揮上述優異性能必須遵守一些規范：電纜總長度不能超過20m；各儀器間平均距離不能超過2m；兩臺設備之間最大間隔不超過4m；設備物理地址容量不超過31個；同時工作的設備數目不少于總設備的2/34,5。本測量系統使用AX5489 GPI

4、B接口板為IEEE-488接口板,即系統接口總線，用NECupd7210C芯片制成，完全符合IEEE-488.1標準，運行中數據傳輸為300KBytes/s。其軟件支持Basic、編譯Basic、C、Pascal及Windows下的DLL（動態連接庫），用戶可以根據需要利用高級語言進行自動測量系統的編程。2.2超導測試系統硬件系統的組成本超導特性自動測試系統基于開爾文四線法進行接觸電阻的測量原理，在VB6.0環境下通過GPIB接口卡和線纜與計算機及系統測量設備的通信實現測量命令的發送和測量數據的采集核心期刊。本系統硬件主要包括三個部分：第一部分計算機自動控制單元利用事先寫好的程序通過GPIB總

5、線與測量設備相互傳遞命令和測量數據采集，并且對原始測量數據進行分析處理，對完成測量結果顯示、存儲等操作。第二部分測量單元它由Keithley、2182A型納伏表、Keithley 2400恒流源以及LAKESHORE溫度監控儀組成，這一部分在計算機的控制下實現對超導樣品電導率和測試溫度數據的測量及輸出。第三部分降溫單元為超導轉變提供條件。系統的結構框圖如圖2所示。3.系統軟件設計基于Windows 操作系統平臺，使用Visual Basic6.0（簡稱VB）開發工具設計和開發了超導本測試系統的自動控制軟件，實現了測試數據的實時采集顯示，并采用對象的鏈接和嵌入的自動化技術將數據存儲在Excel電

6、子表格中方便后期數據的分析處理。3.1基于VB語言的GBIP技術軟件開發VB 6.0是Microsoft公司推出的可視化程序開發工具，具有易學易用，編程效率高，開發周期短，界面設計方便快捷等優點。但是VB有限的硬件編程能力，尤其在工業控制，測控技術等領域又使得許多硬件開發者對此深感無奈。一般來說有兩種途徑2-5：一是直接訪問，即用VB直接編寫訪問PCI設備的接口函數（這種方法要有相關軟件的支持）；二是間接訪問畢業論文怎么寫，即VB調用其它編程語言（如匯編，C等）寫的底層驅動模塊（一般封裝成動態連接庫DLL的形式）實現。相比較而言，第二種方法較為簡單。用戶無需了解GPIB總線的底層協議，只需要熟

7、悉GPIB控制卡的基本命令函數，就可以實現設備間的相互通信。本文利用AX5489 GPIB接口板自帶的支持VB和C等高級語言編譯的DLL動態鏈接庫，在VB程序中使用無論何種語言編寫的DLL，其調用方法都是一樣的。在調用動態鏈接庫之前，VB要求必須在窗體或模塊的聲明區中定義所要調用的函數。否則VB不能識別所調用的動態鏈接庫。若AX5489GPIB接口板的DLL安裝在C： AX5488DLL目錄下，則在模塊中的聲明如下形式:Private DeclareFunction XXX Lib C:AX5488DLLgpib.dll (ByVal gpibaddr%, ByValwrtstr$, ByVa

8、l lenwrt%) As Integer前者主要聲明了與AX5488的各功能函數,后者則主要聲明相關的常量和全局變量,并實現和gpib.dll的聯系。VB程序中通過聲明DLL中的這些函數并提供DLL路徑來調用這些函數，完成對測量系統儀器的通信控制。在開發的測試系統中，進行數據采集的步驟如下：1.初始化儀器，函數為ibdev;2.清除儀器。函數為ibclr；3.從儀器讀取設備，或向儀器寫入指令，函數為ibrd、ibwrt；4.釋放儀器，函數為ibonl。3.2自動測試框架所開發的自動測試軟件系統整體框架如圖3所示：超導材料薄膜測試工作操作界面如圖4所示根據圖3和圖4所示可知，在測試之前，用戶首

9、先選擇軟件系統中測試項目，而后輸入各測試項目所對應的測試產品編號、以及測試電流大小。完成后，程序會進行參數合理性檢查，并探測系統中的儀器連接是否正常。若檢測通過，計算機將設置數據存儲在Excel數據庫內；若檢測不通過，則計算機程序通過操作界面警示提示，要求用戶重新設置直至合格。測試中，計算機根據所測內容調用gpib.dll的輸入讀取函數與測量單元的Keithley2182A型納伏表、Keithley2400恒流源及LAKESHORE溫度監控儀進行控制測量，并自動把測量數據保存在EXCEL表格中核心期刊。此外，用戶還可以進行測試的停止、繼續、退出等操作畢業論文怎么寫，并通過數據顯示區實時觀察測試

10、曲線結果。3.3數據采集與顯示方法本測試軟件采用輪詢法對GPIB 總線上的多臺測試儀進行命令控制和數據采集。通過VB 自帶的Timer控件，可以定量設置輪詢時間間隔，受系統儀器延遲時間影響，本系統輪詢間隔時間為1s。由于本系統的降溫單元使用的早期MVE CryoSystem公司液氦壓縮機制冷系統，最高制冷速度為0.2k/s，隨著溫度下降到100k以下，速度降到0.03k/s，這樣足以滿足實際測量需要6。數據采集的程序流程圖如圖5 所示。由圖5 可知，計算機根據用戶所設置測量電流通過ibwrt（）函數發送給測試單元的精密電流源輸出相應電流，并通過對薄膜電壓測量算出電阻率和實時溫度繪制出R-T和臨

11、界電流密度和電阻率曲線，并將所測得數據及計算結果一并存入設置好的Excel數據表格中。在測試中，當發現系統中的某一臺儀器工作不正常時，程序會自動對該儀器進行故障標記，不再對其進行相關操作，并給出相應的錯誤提示信息，但并不影響其他測試儀器的正常測試工作。測試數據實時采集時，最重要是把內部信息解讀出來，第一時間顯示給用戶看。這就需要測試操作界面能夠把測試曲線通過圖形的方式直觀表現出來。由于VB缺乏自動生成坐標控件，只能利用自定義坐標方法在界面上來制作圖形文件3。為展示測量曲線的全貌或細節，首先根據不同測試材料常溫電阻率和初始溫度創建不同大小的坐標系統，以求最高的測試曲線分辨率。在VB中，用Scal

12、e方法實現坐標系統壓縮或放大；其次為了增加繪圖效果，利用Line方法在坐標上繪制網線格，以方便精確讀數。最后測量值之間用連線連接，使得測量連續。系統實測曲線圖形如圖4所示。3.4數據管理方法VB的報表功能有限，其設計過程比較復雜畢業論文怎么寫，而且一旦報表格式發生變化，就得相應修改程序，給應用軟件的維護工作帶來極大的不便。在VB6.0中我們通過OLE技術獲取Excel的控制句柄，從而直接控制Excel的一系列操作，實現了VB與Excel的有機連接，實現了數據存儲管理7。步驟如下：1.在工程中引用Microsoft Excel類型庫：從工程菜單中選擇引用欄；選擇Microsoft Excel 1

13、2.0 ObjectLibrary（Excel2003），然后選擇確定。表示在工程中要引用Excel類型庫。2在通用對象的聲明過程中定義EXCEL對象：DimxlAppAsExcel.ApplicationDimxlBookAsExcel.WorkBookDimxlSheetAsExcel.Worksheet3在程序中操作EXCEL表常用命令：SetxlBook=xlApp.Workbooks.Open(文件名)：打開已經存在的EXCEL工件簿文件xlApp.Visible=True：設置EXCEL對象可見（或不可見）SetxlSheet=xlBook.Worksheets(表名)：設置活動工作表xlSheet.Cells(row,col)=值：給單元格（row,col）賦值xlSheet.PrintOut：打印工作表xlBook.Close(True)：關閉工作簿xlApp.Quit：結束EXCEL利用以上操作命令實現對Excel控制，使得測試軟件與Excel的有機連