1 引言
航空专用测试设备是专门用于航空科研、生产、服务过程中，用于质量控制、性能评定、产品验证而专门研制的非通用测试设备。随着自动化集成技术的发展，专用测试设备已经由单一参量、单台设备向综合参量、多台设备集成的大型测试系统发展。为了保证专用测试设备在测试过程中测试数据准确可靠及可溯源性，必须对其进行定期校准，不仅要有静态校准，还要进行动态校准或现场校准，这样才能使校准结果更加符合实际要求。
本文利用虚拟仪器(Virtual Instrument , 简称VI)技术，在通用计算机上加入必要的模块化功能硬件,用图形界面在计算机屏幕上模拟仪器面板,用程序控制信号的采集、分析、显示、存储或输出等来实现真实仪器的功能。
2 专用测试设备现场自动化校准装置硬件设计
专用测试设备现场自动化校准装置的硬件组成原理框图如图1所示。
图1 校准装置硬件组成原理框图
主要由数据采集模块和工控机组成。其中，数据采集模块由前端采集调理电路、数据采集卡和电平匹配及通讯电路组成。工作原理如下：由前端采集调理电路对专用测试设备所需采集的电参数进行基本的采集处理，将处理后并满足数据采集卡要求的特征量送入数据采集卡中进一步进行处理（包括通道选择、A/D转换等），得到的数字信号通过电平匹配及通讯电路送入工控机内部数据存储器，后续的分析处理由工控机内部软件来完成。
数据采集模块中的前端采集调理电路主要由采样电路、放大电路、滤波电路和特征提取电路等部分组成。通过这几部分电路的基本调理，能够得到满足数据采集卡要求的参数特征量。
3 专用测试设备现场自动化校准装置的软件设计
为实现现场校准系统能够实现校准的自动化和智能化，必须有一套高效、方便的应用软件来控制着整个校准的全部工作过程，从而现场自动化校准系统软件的设计决定着整个校准系统的质量。现场校准系统程序设计分为前台界面设计和后台程序设计两部分，前台界面又分为一级界面、二级界面和三级界面。
3.1 数据采集程序设计
信号由前端采集调理电路输入给数据采集卡模拟输入通道，本系统使用研华PCI1706数据采集卡，在labVIEW环境下采用研华数据采集卡VI进行数据采集的程序设计，程序框图如图2所示。
图2 数据采集程序
3.2 界面及交互设计
界面采用子面板技术，单击系统测量主界面左侧功能选择项可将对应的被测点显示在子面板中，如图3所示为系统恒压采集模块校准界面，界面按测试孔编号和测试项进行分类以便于操作，实时显示当前测量点的实测值、实际误差、允许误差等参数。按提示选择相应的测量项目，并按要求连接好表笔，点击“测量”按钮，系统将自动对被测量项进行测量，并显示当前测量点的实测值、实际误差、允许误差，是否合格等参数。
图3 恒压采集模块校准界面
在系统测量主界面点击“校准程序”，系统会将当前设备的校准程序显示于子面板中，方便操作者在校准过程中对照校准程序对设备进行校准，且在浏览校准程序的同时不影响测点的校准过程。
在待校准设备的所有项目校准完成后，点击“生成报表”，系统将在指定目录自动生成excel校准报告文件，校准报告会详细显示被校准设备各个模块的各个测点的详细记录，并把不合格的测试点数据字体设置为红色斜体，使报告更加直观。
3 结论
本文设计的专用测试设备现场自动化校准系统是以软件加板卡的形式搭建的一套现场自动化校准装置，软件采用美国NI公司开发的图形化编程语言Labview，具有很高的测试速度，在校准过程中，能够快速地对大量数据进行分析、统计、判断以及处理，满足了对专用测试设备现场综合校准的需求。同时，校准系统避免了由于人为因素而产生的误差，测量结果有十分良好的测量重复性。
通过对专用测试设备现场校准技术的研究，不但可以解决当下实际校准工作中的困难，而且该专用测试校准装置便于携带，易于操作，稳定性好，受环境影响小，校准数据准确，该校准装置的应用还可以为后续同类专用测试设备的现场自动化校准系统的开发和改进提供良好的借鉴专用。
参考文献
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