基于虚拟仪器技术的玻璃量器检定系统设计

2009年9月第24卷第3期山东师范大学学报(自然科学版)J ournalof S h an don g N o r m a lU ni ver si ty(N at ur al Sci er w e)Sep ．2009V 01．24N o ．3基于虚拟仪器技术的玻璃量器检定系统设计张浩宇1’张旭2’赵敏3’(1)山东旅游职业学院，250200，山东章丘；2)海军航空工程学院，264000，山东烟台；3)烟台计量所，264000，山东烟台∥第一作者39岁，女，副教授)摘要针对玻璃量器的检定特点，将虚拟仪器技术引入检定系统设计中，给出了虚拟面板设计、数据采集及数据处理的实现方法。

解决了玻璃量器检定过程复杂、效率低的难题．关键词虚拟仪器；玻璃量器；自动检定；系统设计中图分类号T P274+．2文献标识码Adoi ：10．3969，j ．i Ⅻ．1001—4748．2009．03．006l 系统硬件构成玻璃量器检定系统由两台瑞士梅特勒Ⅷ硼ER TO LED O 天平、一台计算机、一台打印机及外置存储介质组成．其中天平A分度值为0．0001g ，最大称量220g ；天平B 分度值为O ．01g ，最大称量4100g ．梅特勒天平采用了新一代紧凑型数字传感器技术，一体化传感器可完成测量及信号转换的功能，并使得称量变得更加可靠、快速、准确．两台天平均内置R S232串行接口，可将测量数据传送给计算机，由计算机按照软件要求，自动处理测量数据，并打印检定证书和检定记录，同时，将检定过程中的所有信息和测量数据全部保存在数据库中，并在外置存储介质中进行备份．相关检定数据及证书，可通过LA N 直接并入局域网，以供随时调阅和查询．系统硬件构成如图l 所示．2系统软件设计软件是虚拟仪器设计的关键，在玻璃量器检定系统中，软件的主要任务为：一是对天平进行控制，二是对天平送来的数据进行处理，三是向用户提供友好、直观的界面．本系统以vi s u alB a ai e 6．0为开发平台．V B 6编程语言总体上分为3个层次，物理接口层、系统管理层、用户应用层．物理接口层是R S232C 和并口，以及他们的驱动程序．系统采用该层提供R S 232C 标准接口，实现计算机与天平之间的物理连接．系统管理层主要是数据库系统，V B 6具有强大的数据库管理功能，因此，在系统软件中，以V B 6为基础，采用了广泛适用、通用性强的M i cr os of t A eee 鹅数据库系统建立了衡量法表库[2】、常用玻璃量器技术要求库、量器参数及检定结果库、标准器参数及使用记录上位机下位机图l 系统硬件构成图库、检定员信息库等诸多功能数据库，用于各类数据、报表及证书的保存及调用．用户应用层是面向操作用户的界面层．系统使用V B 6这一功能层，构建了功能齐全、风格友好的操作界面，以实现玻璃量器检定的操作控制功能．该层包括系统登录窗体，系统主窗体、标准器参数窗体、量器检定窗体、查询／打印窗体、数据修改、数据备份窗体、数据初始化窗体等多个功能人机界面窗体．系统软件采用了模块化设计方法。

主要包括虚拟面板模块、串行通信模块、数据采集模块、数据处理模块、数据库管理模块、打印输出模块、数据修约模块、系统帮助模块等．组成结构如图2所示．2．1虚拟面板在虚拟仪器系统中，用户通过计算机屏幕实现数据的采集控制、数据的分析处理、打印显示等功能，设计出一个可视性强，操作方便的仪器虚拟控制面板是十分重要的．本系统设计了“量器检定”虚拟面板，该面板具有量器参数及检定条件录入，称量数据的采集及显示，计量性能要求的查询，检定数据处理，证书打印，保存等功能．虚拟面板如图3所示．收稿日期：2009—06—0819待检玻璃容器待检玻璃容器第24卷山东师范大学学报(自然科学版)第3期在虚拟面板中多次使用了A do控件，A D O是A ct i veX D at a O bj m的简称，是微软公司最新数据库访问计术，通过设计A D O控件的C onect i onSt dng和R ecor dSour s e属性访问A cces s数据库．量器参数及检定条件录入采用了绑定控件技术，只用少量代码即可实现录入、修改、删除功能．将控件T ext与控件A do&绑定，用A ddN ew e方法添加一条新纪录，U pda方法完成数据录入，并设计有遇错处理程序．控件属性如表l所示．面板采用了M S Fl exG r i d控件来实现数据的采集、显示及处理，M SF l exC,dd提供了表格式界面，处理数据灵活，通过设置M SIkd二削．T e xtM sI kd X d．R ow sM sl m蒯d．ColsM SFl exC．r i d．C ol w i dl(i)等属性完成面板上的显示表格的设计，用如下语句完成数据计算及数据的格式化：pi嚼un=(V al(M S Fl exG r i fl l．T e xt M a t r i x(row，2))+V al(M SFl exG r i dl．Text M at r l x(ID W，3)))，2M$SFl exG ri dl．Text M a t ri x(r oa a，4)=For m at$(pi n商哪，“###0．00撑##”)待数据处理完毕后，用如下语句写入数据库：cn nl．O pe n st r C nn lr s l l．O p en”s el ec t*f r o mj i eguo w here证书编号=”’+l_ef t$(Fr ay．5．Capt i on，13)+””，cnnl，sdOpenKeyset，舭kol删8ticr sl l．A ddN ew’添加记录r s l l．Fi el ds(4+(m一1)*7+n)=M SFl exG ri dl．T ext M a t rl x(m，n)rs l l．U i xt at e’更新记录r s l l．C l os e玻璃量器自动检定系统软件虚拟面板模块串行通信模块数据采集模块数据处理模块数据库管理模块图2系统软件组成图图3虚拟面板表1虚拟面板控件属性打印输出模块数据修约模块系统帮助模块2．2串行通信在M i cr osof t W i nd ow s下开发串行通信通常有以下几种方法：一是利用W i nd ow s A PI通信函数；二是利用W i ndow s的读写端口函数(一i np、．i npw、．i n#、．out p、一out pw、一oupd)或开发驱动程序直接对串口进行操作；三是利用第三方提供或自己编写的通信类；四是利用串口通信组件，如A ct i veX控件M SC om l n．通过比较以上几种方法，系统选用第四种方法，该方法是V i sua l B as i c中最常用的方法，也是最简单、灵活的方法．本系统采用的梅特勒A FT204一S天平带有串口，并配有与计算机通信的指令系统，通过对M T—SI C S标准化接口指令设置，便可使该型号天平具有与计算机通信的功能．天平从计算机中接受命令，然后识别这条命令，最后给出相应的回答．发给天平的命令必须是一个以上的A SH字符，而且必须有一定的格式，同时天平的回应也有固定的格式，以下是一条通信指令的范例．20第3期张浩字，等：基于虚拟仪器技术的玻璃量器检定系统设计第24卷命令：$要求天平发送稳定的称量值回应：88W ei ght val ue U ni t天平发回的当前的稳定称量值系统中的两台天平分别通过两个串口与计算机相连，系统根据量器容量的大小自动打开相应的串口．串行通信的控制流程如图4所示．2．3数值修约V B的格式输出函数，仅能够按四舍五入的原则进行数值修约，但在检定和校准过程中，数值修约应按G B8170---87的规则进行【6J，通俗的讲为奇进偶不进．为此，系统设计了数据修约子函数，使所有运算符合该规则的要求．数据修约子函数工作流程如图5所示．以被修约数为X，保留小数位数为n位为例，实现方法如下：Funct i on xi uyue(X，n)I f V al(m ow e i you)>5T he nxi uyue=Si r$(w a(t七f t$(X，‰(X) 10‘(一n))I f V al(m ow ei you)<5T he nxi uyue=St r$(V al(I崩$(X，Len(X)I f V al(yushu)=0ThenSel e ct C as e w(m ow ei shu)C as e0，2，4，6，8xi uyue=St r$(Ⅷ(触$(X，Len(X)C as e1，3，5，7，9I f V al(X)>0Then 一(i—n)))4-一(i—n))))一(i—n))))图4串行通信控制流程xi uy ue=St r$(V al(L e f t$(X，l_en(X)一(i—n)))+10‘(一n))2．4证书及记录的生成V I I提供了多种方式生成报表，例如用数据报表生成器、Excel、w or d软件等，但这些方法都无法生成检定或校准要求的证书和记录．因此。

本系统采用编程的方法实现了证书和记录的自动生成，并具备预览和打印的功能．在实现打印功能时，系统应用了Pr i nt er对象，在实现预览应用了For m对象的Pri nt方法．Pri m er对象是一个与设备无关的图片空间，对于不同的打印机，Pri nt er对象提供最好的打印质量．通过设置如下属性Pr i nt er．Font N am e=“黑体”P r i nt er．W i dt h=12000Pr i nt er．Pr i nt”证书编号：”P r i nt e r．F on t S i ze=14Pr i nt er．C ur r e nt X=X及调用E ndD oc N ew Page方法实现打P r i nt er．F o nt Bol d=F a l se Pr i nt er．C ur r e nt Y=Y印及换页．P r i nt e r．H e i ght=18000该系统的研制具有一定的独创性．玻璃量器检定系统已在烟台市计量所进行了广泛试用，先后对56种规格的万余支玻璃量器进行了自动检定．试用情况表明，该系统检定速度快、准确率高，使检定／校准过程做到自动化、无纸化，显著提高了检定效率．同时，大大降低了检定人员的劳动强度，减少了人为出错概率，有效地保证了检定质量，实现了检、校、管一体化．4参考文献[1]雷勇．虚拟仪器设计与实践[M]．北京：电子工业出版社，2005[2]刘君华，申忠如，郭福田．现代测试技术与系统集成[M]．北京：电子出版社，2005，67—70’[3]沈大林．A cc ess数据库管理与开发案例教程[M]．北京：中国铁道出版社，2007，102—105[4]关浩，于靖华．基于V B的液压系统检测虚拟仪器控制面板设计[J]．液压与气动，2004，(3)：31—33图5数据修约子函数工作流程(下转第25页)21第3期鲍文胜：高校水电管理系统的设计与实现第24卷[7]冷汹涛．管理信息系统中特定条件报表打印功能的实现[J]．电脑知识与技术，2007，(12)：911—912[8]M at t ew S 虹ebe ，Q lad ∞Per k 缸．I nt em et I nfonm t ion S 哪H k ∞i I l g ct I i de[M]．北京：电子工业出版社，1999，(7)：120—135D E SI G -N A N D R E A I J ZA T l 0I N oFM A N A G E 融Ⅱ姗SY sr rEM oFw A T E R A N D E L EC T R I C I T Y(N or m a l Schoo l of Q i l 训∞U n i ver si t y ，266071，Q i n —∞，Shandong ，O f i na)A bs t ract I n t he l i g ht of cu r r ent si t ua t i on of t he l ogis t i c m anage m enti n s om e uni ver si t y ，t aki ng a dva nt a ge of t hecam p us net w or k ，w e de si gn a nd devel op an i nf or m a t i on s ys t em f or i nt el l i gent m anag em ent of wat e r and el ect r i ci t y w hi ch i s bas edonbot h B ／S andC ／S i nf r a st r uc t ur e ．T hi s pa p e r gi ves bot ht het opol ogi ca lst r uct ur eof t hi s s ys t emanddet ai l edde si gn of f un ct i on m odul e ．W hat ’S m or e ，w e di sc us s t he key i m pl em ent at i on t echni que i n t he end ．K ey wor ds cam pus wa t e r a nd el ect r i ci t y ；i nt el l i gent m ana ge m ent ；cam pus net wo r k ；i nf or m at i on s ys t em (上接第21页)[5]杜书利，张志清，谢军燕．J J G l 96—2006常用玻璃量器检定规程[M ]．北京：中国计量出版社，2007，5[6]吴传义．G B 8170—87数值修约规则[M ]．北京：中国标准出版社，1988，6—7G L A S SC oN T AD 崛R VE R I FI C A T I O N SY ST E M D E SI G N B A SE D oN V Ⅱt T U A I 。