基于虚拟仪器的某型高度表测试系统软件研制

件人性化设计的一个标志，可根据客户的需要进行更改和维护。在虚拟面板上直接显示所测量信号的波形，通过数字控件显示脉冲个数和高度信息，最后在通过Excel输出并打印结果。根据图3所示的软件功能，设计相应的软件流程如图4所示。

3．2 虚拟面板设计
根据上述软件流程图和软件功能模块的划分并结合用户需求，进行高度表测试控制面板的设计，控制程序流程并显示测试和分析结果。在设计面板时应遵循以下几点要求：
(1)使用中文图形界面；
(2)系统测试不满足要求时提示出错；
(3)所有测试运行中的信息显示在同时面板上；
(4)界面外形美观大方，色彩和谐，画面布局合理，界面友好。根据上述要求设计面板如图5所示。
面板的左上方用于显示Pn信号的波形。左下方的数字控件显示工作的状态、测试的项目和方式与所测数据的测量结果。可以与标准值对比，查看误差是否在允许的范围内。右上方是测试的控制按钮，用于控制测试的开始、暂停、结束和打印结果。右下方是操作说明，对测试的过程进行文字提示和说明。

4 误差处理和结果分析
首先将数字化仪采样后的Pn信号转化为工控机缓存内存储的数字信号。为了保证测量结果的精确性，需要对测量的信号进行误差处理。测试过程中产生的误差主要包括系统误差、随机误差和粗大误差。
测量时产生的误差主要是由于数据传输延时、继电器动作延时和采集卡采集延时等产生的，这些误差是固定的，可视为系统误差。此外使用的电子器件在不同温度条件下也存在一定的误差，这些误差是随机变化的，一般情况下视为测量误差。测试过程中可能出现的干扰信号使得测试结果中出现"毛刺"，被视为粗大误差。测试的数据首先经过粗大误差处理，在进行系统误差处理，最后处理随机误差。

粗大误差是超出规定条件下预期的坏值，可通过区间估计法进行排除。设测量的估计区间为，其中：c1为置信度，标准差的计算方法如式(4)所示：

任何一次测量误差都是由系统误差和随机误差共同组成的。在确定条件下，对被测量x的第i次测量误差为：

式中：系统误差ε在测量条件相同时是不变的。测量次数n→∞时，测量误差δi的总和趋向于0。可通过多次测量求平均值的方法求得系统误差。

粗大误差的处理流程如图6所示。首先计算和标准差估计值，采用标准差的c1倍作为判别标准，判断残差是否满足测试要求。
不满足时剔除残差最大的坏值，重新判断直到满足要求为止。系统误差处理流程如图7所示。分别求n次和n-1次测量的均值，在求得两者的差值。根据n-1次测量结果的设置判别标准，判断差值是否满足要求。不满足时增加测量数据个数，重新判断直到满足要求为止。

该高度表测试系统相对传统高度表测试设备的优势在于可进行数字化处理，即对数字信号进行误差处理。将经过流程图6和流程图7处理过程视为对测试的优化过程。对10 m，30 m，80 m，200 m，500 m和1 000 m的模拟高度进行测量，优化前的测量结果和优化后的测量结果如表1所示。通过对比可知，优化后的测量结果测量精度远远高于优化前，即经过误差处理后的效果具有较高的精度。

5 结语
该高度表测试系统采用数据采集技术，具有较高的精度。LabWindows／CVI虚拟仪器技术使得测试面板更加人性化，适合无线电高度表领域非专业人士对装备的测试，提高了测试系统的实用性和可维护性。采用脉冲计数的方式对高度表的工作高度进行测量，显示出了数字测量方式相对模拟数据测量的优势。此外，采用的数字采集卡和数字化仪还可以测试高度表的其他测试技术指标，提高该高度表测试系统的经济性。