基于LabVIEW的多种测试仪器集成控制系统设计

电子测量
0 引言
电子测量技术如今已取得突破性进展。

进入21世纪，随着科技不断进步，生产力的逐渐提高，在测试理论、使用的方法及领域都有了新的发现，新的仪器结构也层出不穷，计算机与测量仪器相结合的自动测试技术逐渐取代了传统的测试方式，一系列多功能、高效率、高精度的测量仪器也相继问世。

集成控制测试系统可对仪器型号、接口和地址等信息进行统一配置管理。

在物联网概念的驱动下，仪器使用领域的发展日趋成熟、稳定、先进；所谓系统集成，就是将测试软件、测试仪器、通信技术作为一个整体组合起来，为用户解决信息处理问题的业务。

也就是说，各个分离部分原本是作为一个个独立的系统，经过集成为整体之后，各部分之间能彼此配合的工作，从而发挥整体效益，最终得到整体优化的效果。

对于中小型企业来说，生产制造的成本应在满足需要的前提下尽可能减小以保证效益。

目前市场上测试仪器品种繁多，功能齐全，虽然大型精密仪器可满足各项测量要求，但他们成本较高，体积庞大，对于中小型企业来说不是一个合适的选择，而传统的人工测量又费时费力且容易出错。

本文针对目前测量市场上的现状，设计出一套仪器集成控制测试系统，利用仪器本身的编程接口，集成化至软件开发平台LabVIEW这个虚拟仪器应用，对仪器进行编程控制，实现对一些小型精密仪器的控制，并将测量数据存储在MySQL 数据库中，具有界面简单、易操作、性价比高等优点，同时，该系统可以通过配置仪器相关信息，实现对不同型号、不同厂家的同类型仪器的兼容使用，在实际应用中既节约了成本又提高了测试的速度和精度。

1 系统硬件组成
系统硬件的组成主要是由万用表、功率表、电子负载、RS232-USB接口转换器和计算机组成。

■1.1 万用表
本系统采用优德利生产的UT805A万用表，精度可达0.015%，也是一款轻便的，价格适中的电量测量仪器。

本表可用于测量交直流电压、交直流电流、电阻、二极管、电
■1.2 电子负载
电子负载是通过控制内部功率或晶体管的导通量，依靠功率管到的耗散功率消耗电能的设备。

它能够准确检测出负载电压，精确调整负载电流，同时可以实现模拟负载短路，模拟负载时感性、阻性和容性。

在电子仪器仪表中占有很大的一片市场，主要适用于各种电源、电池、适配器及需要电子负载测试场合。

艾德克斯公司生产的IT8500电子负载在具有极佳性价比的同时具备多种操作模式和测试功能。

拥有高分辨率、高精度，体积小方便携带等特点，同时具有多种测试功能，如动态测试、自动测试等，可用于开关电源测试、LED驱动电源测试等多个行业领域。

■1.3 功率分析仪
远方公司生产的PF9811智能电量测量仪是一款便携式、经济型电量测量仪，可以满足基本的工频电参数测量，具有较高的性价比，可适用于生产测试以及科研等多领域使用。

PF9811可测量的参数包括电压、电流、功率、功率因数、频率，电压波峰比，电流波峰比，还具备谐波分析、串行通讯等功能。

本系统主要使用PF9811对待测物功率、功率因数进行测量。

■1.4 RS232-USB接口转换器
由于目前一般计算机笔记本没有RS-232串口，所以本系统使用了Prolific生产的PL2303接口转换器。

它是一种高度集成的RS232-USB接口转换器，可提供一个RS232装置与USB功能接口便利连接的解决方案。

基于LabVIEW的多种测试仪器集成控制系统设计
杨华，李洁，贺奇，孙邦兴
（中国船舶集团有限公司第七一八研究所，河北邯郸，056027)
摘要：虚拟仪器实现的集成控制系统通过实时收集大量数据，极大地提高了测试的速度和精度，是具有优秀的可重复性及可扩展性，易于组成灵活多变、操作便捷的自动测试系统。

本文设计出如何利用虚拟仪器应用软件开发平台LabVIEW，通过RS-232串口协议和调用DLL实现对功率表、万用表和电子负载的控制，并通过MySQL数据库存储测量数据。

关键词：测试系统；LabVIEW平台；RS-232；DLL；MySQL
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62 | 电子制作 2021年06月
软件的通讯。

本测试系统中通过RS232串口实现LabVIEW 与万用表、电子负载之间的通信。

LabVIEW 中的VISA 节点可以通过调用相同的VISA 库
函数并配置不同的设备参数，编写控制各种I/O 接口仪器的通用程序，从而实现用一套仪器控制程序与多种硬件接口进行配合。

如此，用户只需要面对统一的编程接口——VISA，来达到与大多数仪器连接的目的，无论底层是何种硬件接口。

此次编程用到了VISA 函数中的VISA 配置串口、
VISA 读取、VISA 写入。

■2.2 LabVIEW 调用DLL
动态链接库(Dynamic Link Library,缩写为DLL)，是
享资源和数据，并且减少了代码量，简化开发者的工作量。

图3 LabVIEW
与RS-232通讯前面板
LabVIEW 调用DLL 方法有很多，本文介绍如何通过通
过LabVIEW 2017开发环境自带的导入共享库工具实现对动态链接库DLL 中函数接口的调用，本方法简单实用，只需
几步简单的配置即可。

需要注意的是功能函数的参数中不包含任何复杂数据类型且有相应的头文件（*.h）。

具体操作步骤：打开LabVIEW 新建一个vi，选择菜单
工具-导入-共享库（.dll）-为共享库创建VI-在文件夹中选择共享库（.dll）文件和头文件（.h）（仪器厂商在仪器
出产时都会自带DLL 文件和头文件）-添加include 的头文
件和预处理定义，如果没有直接点击下一步-选择需要转换的dll 中函数前面打钩号-选择项目库路径，写入项目库名
称-选择错误处理-配置dll 中函数生成VI 后的属性规范，参数类型-生成总结-导入结束，完成。

■2.3 LabVIEW 与MySQL 数据库连接
数据库技术的采用可准确
反映各类数据之间的密切联系，在面对大量的数据信息时，其能够有效地管理和组织数据，弥补了保存到数据文件中的不足和缺点。

LabVIEW 可以访问的数据库有很多，本文介绍LabVIEW 访问MySQL 数据库。

图2 LabVIEW 与RS-232通讯后面板
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需要用到的工具有Labsql 工具包，connector to ODBC。

图 4 LabVIEW 调用DLL 前面板
图5 LabVIEW 调用DLL 前面板2.3.1 LabSQL 简介
LabSQL 是由美国NI 公司开发的一个针对LabVIEW 数
据库访问的免费、多数据库、跨平台的工具包。

LabSQL 使用Microsoft ADO 以及SQL 语言来完成数据库访问，并将复杂的底层ADO 及SQL 操作封装到一系列的LabSQL Vis 中。

它具有操作简单，易于理解的优点，因此不熟悉SQL 语言的用户也可以很轻松地在LabVIEW 中实现数据库访问。

在NI 公司官网下载LabSQL 后，将其安装在LabVIEW
安装目录中的user.lib 文件夹中，重启LabVIEW 软件后在后面板-函数-用户库中就可以看到LabSQL 模块。

2.3.2 具体操作步骤
安装完Connector to ODBC 后，在控制面板-管理工具-
数据源（ODBC）的驱动程序中就可以看到MySQL 的驱动程序了，该驱动要被使用在LabVIEW 进行数据库的访问。

接下来就要进行程序的编写，如图6所示。

需要注意的是连接字符串的填写。

3 结语
最后本测试系统以一个LED 驱动电源测试为例，在了
解了各个仪器与LabVIEW 连接的方法后，编写总程序，前面板通过不同选项卡来切换不同仪器，对
LED 驱动电源的一些性能指标进行测试，实现了同一个界面观察不同测量仪器的数据，方便快捷。

图 6 LabVIEW 访问MySQL 数据库后面板
图7 LabVIEW 访问MySQL 数据库前面板参与文献
＊ [1]Lukas Danys, Radek Martinek, Rene Jaros, Jan Baros, Petr Bilik. “Visible Light Communication System Based on Virtual Instrumentation” IFAC Papers On Line, 2019, vol.52, issue 27,
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＊ [3]M.E. Sahin; Z.G. Cam Taskiran; H. Guler; S.E. Hamamci. Sens ors and Actuators, 2019.
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