示波器校准仪自动校准软件设计

摘要

示波器校准仪用于示波器的校准，由于受环境、使用不恰当等因素影响，仪器性能下降，为了保证仪器的准确性，仪器校准成为一个不可或缺的工具。同时，为了提高校准效率，自动校准成为重要的发展方向。 本课题基于仪器控制技术、自动测试系统、数据库管理技术、数据处理方法以及仪器校准技术研究，实现了示波器校准仪自动校准系统。主要包括两个部分：一是对示波器校准仪自动校准方法进行研究；二是基于MLP模型的基本原理，研究如何进行数据建模，来解决示波器校准仪测量数据处理的实际问题。结合自动校准系统与神经网络，实现智能化自动校准。具体研究内容如下： （1）研究示波器校准仪校准方法。对稳幅正弦波幅度、稳幅正弦波频率、直流电压、直流偏置电压、方波幅度、负载电阻、负载电容、快沿脉冲幅度、线性三角波幅度和线性三角波线性度的校准方法进行研究。 （2）设计并实现示波器校准仪自动校准测试的软件系统。首先，实现示波器校准仪、功率计、数字化仪、数字万用表、数字存储示波器、频率计等远程控制，建立自动测试系统，完成各参数项自动测量；然后，基于MLP模型、多项式回归模型和最小二乘法建立数据模型；最后，计算得出校准系数，完成误差修正补偿。 （3）自动校准系统数据管理。由于自动校准系统数据量庞大，无法直接采用数组、链表等方式存取。本文使用了数据库采用信息分类模式实现数据存取。 该系统可以准确、快速地自动测量各参数，根据测量值准确建模，并修正误差，以完成示波器校准仪自动校准，该系统已成功应用于测试项目中。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 研究工作的背景与意义

1.2 国内外研究现状及发展趋势

1.3 本文主要内容与功能指标

1.4 本论文的结构安排

1.5 本章小结

第二章 示波器校准仪自动校准系统总体设计

2.1 示波器校准仪自动校准技术

2.1.1 示波器校准仪

2.1.2 校准方法分析

2.2 示波器校准仪误差来源

2.3 自动校准软件需求分析

2.3.1功能需求分析

2.3.2 难点分析

2.4 自动校准系统总体结构

2.4.1 系统总体设计

2.4.2 系统软件整体架构

2.4.3 系统软件功能模块

2.5 本章小结

第三章 示波器校准仪自动校准系统数据处理

3.1 基于UML建立用例模型

3.2 多层感知器MLP模型算法研究

3.3 基于MLP模型校准技术研究

3.3.1 稳幅正弦波数据建模

3.3.2 直流信号数据建模

3.3.3 方波信号数据建模

3.4 本章小结

第四章 示波器校准仪自动校准系统软件设计

4.1 自动校准系统操作界面设计

4.2 仪器控制管理软件设计

4.2.1 示波器校准仪通信驱动程序设计

4.2.2 标准仪器控制功能软件设计

4.3 自动测试系统的实现

4.4 示波器校准仪自动校准软件设计与实现

4.4.1 稳幅正弦波自动校准

4.4.2 直流和方波自动校准

4.4.3 负载电阻和负载电容校准

4.4.4 快沿自动校准

4.4.5 线性三角波自动校准

4.5 自动校准系统数据管理的实现

4.5.1 标准仪器测量参数数据的管理

4.5.2 仪器设备参数数据的管理

4.6 本章小结

第五章 自动校准系统软件测试

5.1 仪器控制管理软件功能测试

5.2 系统软件功能测试

5.2.1 自动测试系统功能测试

5.2.2 自动校准系统功能测试

5.3 校准方法验证

5.4 校准准确性和效率测试

5.5 本章小结

第六章 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 后续工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果