2.1.2 預(yù)設(shè)置3458A狀態(tài)

　　通電后3458A 首先處在power-on 狀態(tài)，此狀態(tài)下trigger arm，trigger，sample events事件都預(yù)設(shè)置為AUTO模式，這使得萬用表處于不斷的讀數(shù)狀態(tài)，所以在為萬用表的測量設(shè)置之前，必須先懸掛讀數(shù)，使其不在讀數(shù)狀態(tài)。解決此問題的方法是presetting 萬用表，即發(fā)送“PRESET NORM”或者“PRESET FAST”命令，其程序框圖如圖5所示。

　　2.1.3 定義3458A測量功能

　　如要測量直流電壓，則需發(fā)送FUNC DCV 命令至3458A，DCV 為FUNC 的第1 個參量，第2 個參數(shù)口r 以定義測量分辨率，其設(shè)置方式包括以下兩方面：

　?。?）Autorange方式：在每次讀數(shù)前萬用表3458A 取樣輸入數(shù)據(jù)，并且自動選擇測量范圍，因此這種方式需要花費(fèi)更多的測量時間。在power-on/PRESET NORM狀態(tài)下，Autorange被使能，也可使用ARANGE ONCE命令選擇將Autorange使能一次。

　?。?）定義范圍方式：例如若使用“DCV 2.5”命令，則將設(shè)置萬用表3458A 的最大輸入電壓為2.5 V，萬用表白動選擇量程為DC10 V，其程序框圖如圖6所示。

　　2.2 配置3458A的A/D轉(zhuǎn)換器程序設(shè)計

　　A/D 轉(zhuǎn)換器的設(shè)置決定測量速度、分辨率、精度和電壓或電阻測量時的抗噪聲，配置A/D轉(zhuǎn)換器的因素有三個：參考頻率、綜合時間和分辨率。參考頻率與萬用表抵制噪聲的能力有關(guān)，這里應(yīng)注意當(dāng)斷電或者Reset后，參考頻率值恢復(fù)為默認(rèn)值，需重新設(shè)置參考頻率值；綜合時間為A/D 轉(zhuǎn)換器測量輸入信號的時間，可以用NPIC命令或APER命令來設(shè)置綜合時間，例如若A/D轉(zhuǎn)換器的參考頻率設(shè)置為50 Hz，則其周期為1 50 =20 ms，假如設(shè)置10PLCs，則綜合時間為20 ms×10=200 ms;在測量DC或電阻時，分辨率是取決于A/D轉(zhuǎn)換器的綜合時間的，當(dāng)定義分辨率時，就相當(dāng)于間接定義了綜合時間，其程序框圖如圖7所示。

　　2.3 設(shè)置3458A的觸發(fā)事件

　　若要使萬用表讀數(shù)，則必須按順序執(zhí)行以下三個事件：觸發(fā)端事件、觸發(fā)事件和取樣事件。

　?。?）觸發(fā)端事件使能觸發(fā)事件，用TARM命令定義。

　?。?）觸發(fā)事件使能取樣事件，用TRIG命令定義。

　　（3）當(dāng)取樣事件發(fā)生時，萬用表讀一次數(shù)。然后按照定義好的讀數(shù)次數(shù)，萬用表循環(huán)讀數(shù)。用NRDGS 命令定義，第一個參量為每次觸發(fā)事件后讀數(shù)個數(shù)，第2個參量為定義取樣事件方式，其程序框圖如圖8所示。

　　3 測試結(jié)果

　　使用該系統(tǒng)首先對3458A數(shù)字表的零漂（測試兩表筆短接時電壓值即電壓表的零漂）進(jìn)行測量，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下得到如圖9 所示的測試曲線。當(dāng)3458A 數(shù)字表穩(wěn)定工作時，得到其零漂小于1 μV ，因此可以看出該系統(tǒng)具有相當(dāng)高的精度，當(dāng)測試電壓值超過1 V 時，可以達(dá)到1 ppm的測試精度。

　　然后使用該系統(tǒng)測試了電子顯微鏡的物鏡線圈恒流電源的穩(wěn)定度。由于線圈恒流電源中，其采樣電阻具有非常高的穩(wěn)定度（置于恒溫郵箱中且溫漂小于1 ppm/℃），因此采集該電阻兩端的電壓就可以計算出線圈電流的穩(wěn)定度。當(dāng)電源工作比較穩(wěn)定時，使用該系統(tǒng)采集采樣電阻兩端的數(shù)據(jù)以。txt文件格式存儲。使用Excel軟件可以方便地對存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。如圖10所示，可以得到整體效果圖，然后可以選擇一段比較平穩(wěn)的10 min 數(shù)據(jù)來進(jìn)行處理計算，就可以得到電源的1 min穩(wěn)定度。

　　4 結(jié)語

　　本文提出了一種基于高穩(wěn)定電源虛擬測試系統(tǒng)設(shè)計方案。該方案中所設(shè)計的系統(tǒng)硬件平臺基于GPIB總線，以8位半數(shù)字多用表為高精度電壓采集設(shè)備，軟件系統(tǒng)以LabVIEW為開發(fā)平臺，可以實(shí)時采集處理線圈電流反饋的電壓信號。應(yīng)用該系統(tǒng)測試了穩(wěn)定度為 2 ppm/min的物鏡線圈電源。通過實(shí)踐應(yīng)用，在多路高穩(wěn)定的電源穩(wěn)定度測試中，該系統(tǒng)具有高精度，方便與高效等優(yōu)點(diǎn)。由于采用計算機(jī)軟件采集處理測試數(shù)據(jù)，可以減少人為的測量、處理誤差，同時節(jié)省大量的人力物力，提高了工作的效率。（作者：袁水平，董全林）