基于3458A及160B扫描开关的数据采集统计系统设计

第３６卷第３期　２０１３年６月　电子器件　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　Ｖｏ１．３６　Ｎｏ．３　Ｊｕｎ．２０１３　Ｔｈｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｄａｔａ　Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄａｔａ　Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　３４５８Ａ　ａｎｄ　１６０Ｂ　Ｌｏｗｔｈｅｒｍａｌ　Ｓｃａｎｎｅｒ　ＣＡＯ　Ｍｉｎ　，ＢＩ　Ｚｈｉｚｈｏｕ　，ＬＩ　Ｂｏ　，ＬＩ　Ｙｉ　，Ｗａｎｇ　Ｘｉｎ　，　ＳＨＩ　Ｓｈａｏｙａｎ　，ＬＩＡＮＧ　Ｚｕａｎｒｅｎ　，ＬＩＵ　Ｃｈａｎｇ　（１．Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　ＣＳＧ　ｆｏｒ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｙｕｎｎａｎ　Ｅｌｅｃｔｒｃｉ　Ｐｏｗｅｒ　Ｔｅｓｔ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（Ｇｒｏｕｐ）Ｌｔｄ．，Ｋｕｎｍｉｎｇ　６５０２１７，Ｃｈｉｎａ；　２．ＫｕｎｍｉｎｇＫＥＲＵＩＤＩｐｏｗｅｒｇｒｉｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｄ￣ｅｌｏ，ｍｅｒｉｔ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｋｕｎｍｉｎｇ　６５０２１７，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃｏｎｎｅｃｔｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｂｙ　ｃａｓｃａｄｉｎｇ　ｔｈｅ　Ａｇｉｌｅｎｔ３４５８Ａ　ｅｉｇｈｔ　ｓｅｍｉ－ｄｉｇｉｔａｌ　ｍｕｈｉｍｅｔｅｒ　ａｎｄ　１　６０Ｂ　Ｌｏｗ　ＥＭＦ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｓｗｉｔｃｈ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ＵＳＢ／ＧＰＩＢ　ｂｕｓ，ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｓｗｉｔｃｈ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ＶＩＳＡ３２　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｃｌａｓｓ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ＮＥＴ　ｔｏ　ｒｅａｌｉｚｅ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｔｏ　ａ　ｖａｒｉｅｔｙ　ｏｆ　ｄｅｖｉｃｅｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｏｆ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ｄｅｔａｉｌｅｄ　ｄａｔａ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ　ａｒｅ　ｗｏｒｋｅｄ　ｏｕｔ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｕｓｅｓ　ｔｈｅ　Ａｇｉｌｅｎｔ３４５８Ａ　ａｎｄ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｓｗｉｔｃｈ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｍｕｈｉｃｈａｎｎｅｌ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ，ｔｏ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｈｉｇｈ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｒｅ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ；ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｄａｔａ　ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ；ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｄａｔａ　ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ；３４５８Ａ；ｌｏｗ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｓｃａｎｎｅｒ　ＥＥＡＣＣ：６２３０Ｂ　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５—９４９０．２０１３．０３．０１９　基于３４５８Ａ及１６０Ｂ扫描开关的数据采集统计系统设计　曹　敏　，毕志周　，李　波　，李　毅　王　昕　，石少岩　，梁钻仁　，刘　畅　（１．云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院南方电网电能计量重点实验室，昆明６５０２１７；　２．昆明科瑞迪电网开发有限公司，昆明６５０２１７）　摘　要：系统以Ａｇｉｌｅｎｄ４５８Ａ八位半数字万用表及１６０　Ｂ低热电势电子扫描开关通过ＵＳＢ／ＧＰＩＢ总线串联后与计算机相连，　利用电子扫描开关的通道切换功能及．ＮＥＴ的ＶＩＳＡ３２接口类构建实现对多种设备的数据采集。根据数据采集结果，通过软　件对数据进行详细的数据分析及统计。系统利用Ａｇｉｌｅｎｔ３４５８Ａ与电子扫描开关的功能特点结合多通道自动数据采集系统进　行自动采集的设计思想，达到高可靠性、高稳定性的数据自动采集目的，最后通过实际应用展示了测试结果。　关键词：电器控制；自动采集数据及分析统计；长期监测信号源；３４５８Ａ；低热电势电子扫描开关。　中图分类号：ＴＰ２７４＋．２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００５－９４９０（２０１３）０３－０３７１－０６　对于数据源的长时间采集和监测，使用人工操　作并记录数据的方式，往往导致操作繁琐、效率低　下，并且很难保证数据的完整性和及时Ｉ生，并且在事　后不能及时地对数据进行处理，势必影响后续的工　系统进行详尽的数据分析统计，大大提高了操作使　用人员的工作效率，统计结果直观易懂，使用人员可　以获取更为具体详尽的数据信息。　作开展。随着先进测试仪器仪表及周边产品的问　世，大量的设备仪器可以直接与计算机配合完成上　述工作，极大的提高了生产效率。基于３４５８Ａ及　１６０Ｂ扫描开关的数据采集统计系统完成了对多通　道流程的控制以及对多通道数据的采集。并通过该　收稿日期：２０１２—０９—１４　修改日期：２０１２—１０—２７　１　系统设计目的　系统的设计目的在于：系统可以在长时间无人　操控的情况下，对多台信号源进行电压采集，并记录　所采集到的电压数据，最终对数据进行统计分析，以　监测各信号源的稳定性。稳定的信号源数据为一套　３７２　电　子　器件　第３６卷　交流系统溯源时提供依据。所以需要长期监测信号　源的稳定性。而这样的长期监测由人工操作很难实　现，所以开发该系统替代人工操作并更好的完成对　信号源的稳定性监测。同时，整套采集系统在实际　测量标定流程中，以国家计量院标定的已标定信号　源为标准标定被标定信号源时误差不超过２ｘｌＯ～。　２数据采集的硬件构成设计　Ｄａｔａ　Ｐｒｏｏｆ　１６０Ｂ低热电势电子扫描开关是理想　的自动化高精度测量设备。这种多功能扫描开关有　两对输出线，使它的应用范围更为广泛。它可用于　比较电压参考标准及电阻的四端测量功能。设备背　面，设有ＧＰＩＢ通信口，可以通过ＵＳＢ／ＧＰＩＢ总线与　计算机相连。　Ａｇｉｌｅｎｔ３４５８Ａ多用表突破了生产测试线、研发　和校准实验室中速度和精度的性能壁垒…，是一款　快速、灵活并且精确的多用八位半数字万用表，它具　备７种测量功能，提供１００，０００读数／ｓ得到最大的　测试吞吐率或以８．５　ｂｉｔ的测量分辨率和０．１×１０　传递精度得到最高精度级别Ｌ２】。在该设备背面，设　有ＧＰＩＢ通信口，可以通过ＵＳＢ／ＧＰＩＢ总线与计算机　相连。通过Ａｇｉｌｅｎｔ配套的驱动程序，可以使用　ＶＩＳＡ３２接口程序完成对数表的控制。　为了完成对多信号源同时接人的数据采集要　求，使用ＧＰＩＢ级联线将电子扫描开关的ＧＰＩＢ端口　与３４５８Ａ的ＧＰＩＢ端口进行连接　；使用ＵＳＢ／ＧＰＩＢ　总线将３４５８Ａ　ＧＰＩＢ级联端与计算机相连；使用信号　线将扫描开关的各通道分别与多信号源逐一相连，　使得整体呈现互相连接的状态，如图１所示。　信号源１　信号源２　信号源ｎ　图１硬件构成设计图　该设计的最大特点在于只需要通过控制电子扫　描开关，就可以完成多信号源与３４５８Ａ的连接，避免　了对设备多次接线引起的低热电势误差带来的负面　效果，同时由于３４５８Ａ的８．５　ｂｉｔ高分辨率和０．１×　１０　的高精度级别使得整套采集系统的精确性达到　一个新的高度。另外对通道的快速切换也可以实现　在高速下对多个信号源的数据采集。这里应当注　意，在扫描开关切换通道后，应该暂停数据采集　１　ｍｉｎ以上，以保证通道切换后的热电势影响回归　到最低的状态，从而保证采集数据的最高精确性。　３数据采集的软件构成设计　整个软件使用Ｖｉｓｕａｌ　ｓｔｕｄｉｏ　２００５平台开发，使　用语言为Ｃ＃，并使用．ＮＥＴ　ＦｒａｍｅＷｏｒｋ３．０为基础。　Ｃ＃是一种全新的语言，它可以利用．Ｎｅｔ　ＦｒａｍｅＷｏｒｋ　及其开发环境中的所有新特性，．Ｎｅｔ　ＦｒａｍｅＷｏｒｋ和　Ｃ＃一开始就完全是基于面向对象的　。　为了保证两台设备高效、准确的进行数据读取，　于是将本软件系统所设计的流程分为以下３个部　分：准备采集、数据采集流程和数据展示，如图２　所示。　　ｌ准备采集｝＝　数据采集流程｝＝　数据展示　ｌ　Ｌ．．．．．．．．．．．．－－—．－－－－－－－－－－－－－－－—－－－－－．＿Ｊ　Ｉ．．．．．．－－－－－－－－－—．－—．－．．．．．．．．．．．．．．．．．＿Ｊ　Ｉ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．＿Ｊ　图２软件构成设计图　３．１准备采集　发送命令前需要为计算机安装Ａｇｌｉｅｎｔ３４４１０Ａ　数字电压表ＵＳＢ驱动程序安装，将随机光盘放人光　驱运行Ａｇｉｌｅｎｔ　ＩＯ　Ｌｉｂｒａｒｉｅｓ　Ｓｕｉｔｅ　１４．２进行安装　Ｊ，　ＨＰ３４５８Ａ设备的控制命令完全符合ＳＣＰＩ可程控仪　器标准命令集　的要求规范，命令简单易操作。　（１）３４５８Ａ地址初始化工作　通过Ａｇｉｌｅｎｔ驱动软件Ａｇｉｌｅｎｔ　１０　ｃｏｎｔｒｏｌ，可以　对３４５８Ａ进行地址初始化设置工作　Ｊ。　（２）３４５８Ａ连接验证　在应用程序中，通过集成ＶＩＳＡ３２接口，向　３４５８Ａ发送端口打开命令ｖｉＯｐｅｎ（），传人３４５８Ａ的　地址（格式为ＧＰＩＢ０：：ＸＸ：：ＩＮＳＴＲ，ＸＸ为３４５８Ａ的　预设地址），然后发送ＧＰＩＢ指令“ＩＤ？”，若返回　“ＨＰ３４５８Ａ”，说明计算机与３４５８Ａ已经连上，可以　进行后续的参数设置工作。　（３）３４５８Ａ参数配置　首先发送命令”ＰＲＥＳＥＴ”将３４５８Ａ预设为　ＮＯＲＭ、ＦＡＳＴ或者ＤＩＧ三种状态之一。ＮＯＲＭ状态　是将３４５８Ａ作为类似复位的操作；ＦＡＳＴ状态是将　设备调整到最快的存贮、读取状态；ＤＩＧ状态是将设　备调整到直流电压数字化状态；　３４５８Ａ．￣址初始化Ｉ　Ｉ　电子扫描开关地址初始化　３４５８Ａ连接验证Ｉ　ｌ电子扫描开关验证连接并配置　３４５８Ａ参数配置　图３设备配置流程图　第３期　曹　敏，毕志周等：基于３４５８Ａ及１６０Ｂ扫描开关的数据采集统计系统设计　的通信用于显示和记录所测量的数据。　３７３　如果要打开设备的屏幕显示，可以发送”ＤＩＳＰ”　命令，该命令有ＯＦＦ和ＯＮ两个状态，分别对应屏幕　的关闭和开启；　如图４所示，数据读取流程开始后，首先要将　３４５８Ａ预热，该过程可以保证３４５８Ａ在数据采集过　程中不会因为设备启动后的温度变化产生热电势影　响数据准确性。　数据读取开始　３４５８Ａ预热　发送“ＭＦＯＲＡＴ”命令，对３４５８Ａ中的数据读取　内存进行的清除，并且对新的数据存储格式进行格　式化，该命令有５个参数：ＡＳＣ　ＩＩ、ＳＩＮＴ、ＤＩＮＴ、　ＳＲＥＡＬ、ＤＲＥＡＬ，分别对应ＡＳＣ　１Ｉ、Ｓｉｎｇｅｌ　Ｉｎｔｅｇｅｒ，　Ｄｏｕｂｌｅ　Ｉｎｔｅｇｅｒ，Ｓｉｎｇｌｅ　Ｒｅａｌ，Ｄｏｕｂｌｅ　Ｒｅａｌ；发送　“ＯＦＯＲＭＡＴ”命令，对３４５８Ａ进行ＧＰＩＢ输出数据的　二二］二　格式化设置，该命令有５个参数：ＡＳＣ　１１、ＳＩＮＴ、　ＤＩＮＴ、ＳＲＥＡＬ、ＤＲＥＡＬ，分别对应ＡＳＣ　Ｉ１、Ｓｉｎｇｅｌ　Ｉｎｔｅｇｅｒ，Ｄｏｕｂｌｅ　Ｉｎｔｅｇｅｒ，Ｓｉｎｇｌｅ　Ｒｅａｌ，Ｄｏｕｂｌｅ　Ｒｅａｌ；　发送“ＭＥＭ”命令，设置３４５８Ａ启用或者禁用读　取内存，并指定存储模式。该命令有４个参数：　ＯＦＦ、ＬＩＦＯ、ＦＩＦＯ、ＣＯＮＴ，分别对应关闭、后进先出、　先进先出、使用前一个模式。　发送“ＤＣＶ”命令调整３４５８Ａ的直流电压测量　档位；　发送“ＮＤＩＧ”设置了３４５８Ａ要显示的位数；　发送“ＮＰＬＣ”设置３４５８Ａ在电力周期中，ＡＤ转　换的时间；　发送“ＴＲＩＧ”命令设置３４５８Ａ的触发事件；　发送“ＡＺＥＲＯ”命令设置３４５８Ａ的自动零位　功能；　发送“ＮＲＤＧＳ”命令设置３４５８Ａ每次返回数据　的个数；　发送“ＥＮＤ”命令设置３４５８Ａ启用或禁用ＧＰＩＢ　的ＥＯＩ功能；　发送“ＴＡＲＭ”命令设置３４５８Ａ的触发事件　机制。　（４）电子扫描开关地址初始化　通过Ａｇｉｌｅｎｔ配套的驱动软件，可以对３４５８Ａ进　行地址初始化设置工作。　（５）电子扫描开关连接验证　由于扫描开关的连接命令没有返回值，只能通　过发送命令来判断其是否与计算机连接正常。在应　用程序中，通过集成ＶＩＳＡ３２接口，向３４５８Ａ发送端　口打开命令ｖｉＯｐｅｎ（），传人１６０Ｂ的地址（格式为　ＧＰＩＢ０：：ＸＸ：：ＩＮＳＴＲ，ＸＸ为１６０Ｂ的预设地址），然　后发送指令“Ａ００”和“ＢＯＯ”，关闭扫描开关所有端　口，根据设备上的显示提示完成连接验证。　３．２数据采集流程　数据读取流程设计需要使用异步多线程技　术　Ｊ，主线程负责维持程序界面的正常运行，另一　条一条线程负责读取数据，通过委托产生与主线程　３４５８Ａ￣数配置　二二］二　关闭扫描开关　所有通道　＼，皂　否　塞　３４５８Ａ开始自　校准　换到待测设备　差　Ｈ　３４５８Ａ读取数据一…　　否　是　满足要　求个数　图４数据采集流程图　接下来进入３４５８Ａ的参数配置过程，如§３．１　中所述，配置好３４５８Ａ和１６０Ｂ才能正确的按照流　程进行数据采集。为了保证３４５８Ａ的读取精度，可　以对３４５８Ａ进行自校准操作。　然后开始进入设备控制及数据采集流程：首先　控制扫描开关打开待测信号源的通道，３４５８Ａ自动　与该信号源进行连接，计算机通过ＶＩＳＡ３２接口程　序对３４５８Ａ返回的数据进行采集。当读数个数满　足后，结束本次读取操作。然后打开下一个待测信　号源通道，通过３４５８Ａ完成对下一个信号源的数据　读取，直至所有信号源读取完成。　判断读数个数满足条件时，程序中引入了异常　值剔除规则，排除可能因为外在条件（电波，电磁，　温湿度等影响）导致突发性读数异常的情况，这类　数值会对后续的数据分析造成一定的影响。为了使　数据分析更为准确，程序中引入了３种异常值剔除　规则　Ｊ：拉依达法则，格拉布斯准则，狄克逊准则。　３种规则适用条件不同，针对不同的数据读取次数，　拉依达法则适用于读取次数５０次以上的情况。格　拉布斯准则适用于２０次一５０次的情况。狄克逊准　则适用于２０次以下的情况。　３．３数据展示及结果分析　下面４组图形是通过本采集系统分别对２个　不同信号源进行数据采集的结果展示。采集时间　是在半年时间中进行的２４５次完整测试数据，所　３７４　电　子　器件　第３６卷　有数据都是在无人监控和操作的情况下由软件程　序等待一段时间，再进入设备操作类中检测设备端　口关闭情况，如果端口未关闭，则进行再次关闭的　００＿００　＿【．　乙１０Ｎ　００．００　．寸　＿【０　Ｈ０Ｎ　序自行采集得到的。由图中我们可以看出，数据　的变化量基本稳定在２×１０　之内，所以根据图中　００＿操作。　００　－ｚ一０　００．００　＿【　＿ｚ一０　的数据显示，我们可以认定该系统已经达到了预　００一ｏ（）：　寸　．　＿１０Ｎ　００＿００　寸　．　００—００一　＿Ｅ寸＿【．　。　一０　想的采集精度及稳定度。其中的每一个数据点都　００一凸ｌｏ一卜寸　．ｎ．　＿【０　是由设备对设备进行２０次读数后的进行平均值　—００一ｏ（）：　＿【！　００．００　寸　【＿０．００　设备通信操作类　【＿０　【＿０　运算产生的。在实际的运用中，平均值计算只是　其中最简单的运用之一。　【＿０＿００　００．００　＝＿９＿ｚ一０　凸６—００一卜　．　．　一０　ｌＩ准苎备　打开扫Ｉ』　＿］嚣　／＾＼　．ｚ＿【０　＿ｚ＿【０Ｎ　端口打开方法　ｏ（）：００　＝－９　＿【０Ｎ　８—　ｏ＝　【＿０　７．１６７６５８　００—７．１６７６５８　００—７．１６７６５７　７．１６７６５７　７．１６７６５６　寸ｏ＝７．１６７６５６　寸ｏ：７．１６７６５５　ｎ０１７．１６７６５５　图５直流电压主基准１＃　７．２ｏ０３３１　７．２００３３１　７．２００３３０　７．２ｏｏ３３０　７．２ｏ０３２９　７．２ｏｏ３２９　７＿２ｏｏ３２８　７．２００３２８　图６直流电压主基准２＃　４采集流程中所遇到的问题及解决方案　在长期大量的测试中发现ＶＩＳＡ３２接口协议在　３４５８Ａ及电子扫描开关间进行端口快速切换时，会　出现通信端口无法关闭，致使后续操作无法继续进　行的问题。由于该问题一旦出现，就基本失去了对　于设备的控制，很难在出现问题之后使用其他方法　来解决设备的锁死现象。　经过长时间的多种方法的测试，最终形成了一　个完全可以处理该问题的解决方法：在打开端口之　前，首先关闭之前使用的端口，如图７中虚线部分所　示。具体的操作方法是在数据采集流程中，每次转　换设备前都对之前的设备端口进行关闭，然后使程　通道到待测设备ｌ　＿【＿【＿￡．赢　Ｉｚ＿【０Ｎ　广一　黧　／，之前食＼　＼　用端口是：　否ｌ端Ｅｌ■　００．００　＝　＿关闭方法　——ｚ＿１０Ｎ　卜ｎ　．卜。　０　关　／　ｌ（００＿００　关闭端１Ｎ　２１）　＿【０　准备打开　∞．ｚ＿【０　ｎ０＿００　∞－乙＿【０Ｎ　　３４５８Ａ端口　－８　Ｈ０　打开需要　寸ｏ：ｏ（）：　【＿Ｉ８＿ｚ　０　）：　＿【　Ｎ－８＿二］二＝　ｚ＿１０　的端口　寸ｏ＝００Ｉ６＿【　－８　＿【０　６　３４５８Ａ开始　０　ｎ０—０ｏ＝　＇【　０　读数　－………………………一　数据读取　准备打开端口之前先在通信类之　完毕　外直接调用端口关闭方法　图７设备端口控制流程图　５数据统计分析功能　数据统计分析功能主要针对数据采集流程中所　采集的数据进行统计分析计算，并将结果显示，并生　成数据变化曲线图，以便使用者更加直观高效的研　究数据变化趋势及可能出现的问题等。数据统计分　析运行流程如图８所示。　Ｈ菱　统计　　统及计显曲结线示　生果图　多Ｅｘ种成ｃｅ数Ｗｌ格据ｏ式ｒ报ｄ及的告　图８数据统计流程图　５．１查询条件设置　数据采集流程中，将一次完整的数据采集作为　一个批次。在查询条件设置中就是根据条件查询符　合条件的批次。查询条件的多种类灵活设置为使用　者可以有针对性的对部分数据进行统计分析提供了　更大的便利，既大幅提高了使用者快速统计分析所　需数据的效率，也提高了使用者的用户体验。　５．２选择参与统计的批次数据项　查询结果将列出所有符合查询条件的批次数据　项，而使用者仍然可以进一步从这些批次数据项中　选择所需要的批次数据项进行统计，也可以全部选　择统计。该次选择也是进一步为使用者的统计分析　提供更为精确的待选项。　５．３统计结果及曲线图显示　统计结果及曲线图显示功能是整个软件非常　重要的功能之一。统计结果和曲线图显示是相互　０ｏ＝００～０ｏ：ｏ（００｜０－００　第３期　曹敏，毕志周等：基于３４５８Ａ及１６０Ｂ扫描开关的数据采集统计系统设计　３７５　关联的２部分，首先，统计结果中会根据用户所选　择的所有批次数据项中包含的数据分别生成对应　的数据报告，报告中列出了该批次测试数据中各　设备的统计分析数据项，包括：平均值，极大值，极　小值，实验标准差，相对实验标准差，极差值，相对　极差值，标定值等。　平均值：单台设备该批次测量数据的平均值。　极大值：单台设备该批次测量数据的最大值。　极小值：单台设备该批次测量数据的最小值。　实验标准差：根据贝塞尔公式　０＿　Ｓ＝　计算得到（其中　是一次设备测量值，　为该设备　在该批次测量中的平均值。ｎ为该设备在该批次测　量中的数据读取次数。）　相对实验标准差：根据贝塞尔公式　ｓ＝专　计算所得（公式中参数与实验标准差中相同）　极差值：极差值＝极大值一极小值。　相对极差值：极差值　。　标定值：（１）用３４５８Ａ测量已标定信号源电压　值，以已标定信号源上级检定值作为标准值，其误差　公式如下：　△　＝　１一Ⅳ１　（１）　式中：△，为电压测量引入的误差，包括以下误差项：　△。，（３４５８Ａ测量稳定性误差）、△，：（３４５８Ａ分辨率引　起的误差）、△　（测量回路热电势引起的误差）。　为已标定信号源的测量值（平均值）；Ｎ。为　已标定信号源的上级检定值。　（２）用３４５８Ａ测量被标定信号源电压值，其误　差公式如下：　△２＝　２一Ｎ２　（２）　式中：△：为电压测量引人的误差，包括以下误差项：　△　（３４５８Ａ测量稳定性误差）、△　：（３４５８Ａ分辨率引　起的误差）、△：，（测量回路热电势引起的误差）。　：为被标定信号源的测量值；Ⅳ２为被标定信　号源的标定值。　（３）用式（１）减去式（２）并整理得：　Ⅳ２＝Ⅳ１＋　２一Ｘｌ＋△ｌ－ｚａ２　（３）　代人△，和△　的各分量有：　Ⅳ２＝Ⅳ１＋　一　１＋（△ｌ１—△２１）＋△１２＿△２２＋△ｌ３一△２３　（４）　上式中各项的灵敏度系数的绝对值均为１。　表１　（以上不确定度分量均来源于设备说明书及国家计量　院检定数据）　曲线图的生成，是通过获取统计中所有批次的　设备特定值如标定值，平均值等或经过特定计算后　的数值以时间为基础计算统计生成。曲线图的生成　大大的提高了数据的可读性，简化了数据分析的　工作。　５．４生成Ｗｏｒｄ及Ｅｘｃｅｌ格式的多种数据报告　统计工作完成后生成的多种统计结果及曲线图　是具有深层的研究意义的，所以软件更人性化的设　计了将统计结果及曲线图通过简单的操作导出为　Ｗｏｒｄ及Ｅｘｃｅｌ报表¨　，使用人员可以分析文档中的　数据即可。除了导出统计结果及曲线图，软件还设　计了导出原始测试数据、针对多台数据源中任意几　台的统计数据或原始数据的导出功能，这也是为了　使用人员更具针对性的对设备状态进行监控。　６　结束语　经过长期大量的试验验证，该系统完全可以对　多个信号源进行自动化的数据采集，数据具有准确　度高、持续性好的特点。该系统具有方便的接口，可　以嵌入到其他的数据采集模块中，成为比较理想的　自动数据采集系统。而软件的统计分析功能更简化　了数据分析过程，使设备状况更为直观的展示在使