基于Fluke MET/CAL和5700A的 Agilent 34401A自动校准系统

5 34401A自动校准程序的编写
5．1 34401A的命令集
在确定了测试顺序后，就要着手查阅34401A的用户手册的程控章节，找到相应测试功能的SCPI指令代码。程序中使用的主要程控命令如表2所示：

5．2 5700A的命令集
若是用其他语言来编写这个校准程序，还需要查阅5700A的说明书获取控制5700A的各项功能输出的GPIB指令。但在MET／CAL中，就无需这个过程了。由于MET／CAL已能够直接支持5700A，即已经为其定义了5700FSC(Function Selection Code功能选择代码)，因此只需查阅MET／CAL的帮助文件获取各项功能的关键字即可实现对5700输出的控制。同时MET／CAL自动将5700A的指标传递给系统以方便计算测试不确定度。如“5700 1．000000V 20kHz 2W”表示“5700A以方式输出交流电压1V@20kHz”。
5．3 MET／CAL的部分命令集
在MET／CAL中无需自行设计图形界面，只需用系统定义的关键字输出相应的提示语句，标题栏等系统即可以标准对话框的形式或固定格式显示出来。测试结果会在已定义好的窗口中直接按标准格式显示，等措施都大为简化了程序的设计，并且保证了所有的MET／CAL程序都具有统一的运行风格。比如“VSET Nthrow＝1Nmeas＝6”是一条全局有效指令，设置在每一个校准点都会自动抛弃第一个可能不够稳定的读数，然后再自动测量六个读数用于计算校准不确定度。
5．4 编写34401A的自动校准程序
在编写校准程序前，先要详细阅读5700A、34401A的软件说明书。在获得了被校表和标准器各项功能和输出的控制指令后，再通过熟悉MET／CAL程序的各项指令及FSC的用法之后，依照前面定义的每个功能的校准点，测试指标、校准点的分辨率等信息就可以着手编写校准程序了。
首先用ASK指令设置一些测试方式，然后显示基本的安全操作信息和仪表的参数设置，再根据34401A的测试功能表，进行直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、四线电阻和两线电阻六个功能的测量校准，实现对每个校准点的检定。由于已用VSET指令设置了每个校准点的数据分别测量6次，并且用ASK+K指令激活了测量不确定度的计算，因此在每个校准点，MET／CAL都会自动求得这六个测量值的平均值进行评定，如评定不合格，通过Target指令控制实现重复测试。同时系统会计算得出各A类、B类测量不确定度分量并合成为扩展不确定度。程序流程图如图2所示，其中每个校准点都是依据基本相同的流程进行的。
34401A校准程序中直流电压100 mV量程的一个校准点程序片段和注解如表3所示。

完整程序因篇幅原因，此处略去。

6 执行校准程序
34401A校准程序编写完成后，可以在MET／CALRuntime环境下运行该程序，按照程序的要求创建被校表的资产记录，选择GPIB接口，连接测试线等，程序会自动控制整个系统进入校准状态，逐一测试完毕，校准结果就存入了MET／CAL所定义的Sybase数据库中，方便随时调出查阅，打印报告。程序运行界面如图3所示。

7 设计校准报告证书模板
要输出测量结果，可以调用MET／CAL自定义的Crystal Report(水晶报告，MET／CAL附带的所见即所得高级报告软件)证书模板，也可以使用自定义模板。自定义模板可以自行创建，也可以在MET／CAL的标准模板基础上稍加修改，然后另存即可。具体做法就是打开一个空模板或标准模板，首先根据各单位实际的校准证书式样在Crystal Report下编辑生成一个新的证书文件，然后将相应的校准引擎的Sybase数据库字段一一插入到证书的相应位置，如资产号，生产厂家，校准时间，校准环境条件，校准程序名，校准标准编号、有效期时间以及详细的校准数据等，并不断调整格式、位置等使其与实际证书相仿。最后编辑完毕后保存证书模板。以后当校准程序执行完毕，调用这个证书模板即可输出实际结果的校准证书，如图4所示。

8 结束语
该自动校准系统具有数据可靠、操作方便、功能齐全等优点，测试完毕可以报告出每一个校准点的测量不确定度，完全贯彻了ISO17025的要求。同时，该程序具有简单易懂、容易修改的特点，可以非常方便地克隆到满足其他型号数字多用表的校准。该自动校准系统保证了系统的测量精度，减少了人工操作，大约在20分钟的时间完成以上所定义的约110个校准点的校准，并且直接打印出测量不确定度报告，可以极大的提高计量工作的效率。