基于LabVIEW的电流和电压传感器性能测试系统
基于Labview的焊接电流与电压检测装置的设计
摘要本文自主开发了一个专门针对焊接过程的电流与电压进行集数据采集、实时检测和焊后数据显示与储存为一体的系统。
通过该系统对焊接测试的数据显示和波形回放，一方面可以了解焊接设备、焊接材料的性能，另一方面也可以引导焊接设备、焊接材料的优化设计，以及制定合理的焊接工艺规范。
该系统由硬件、信号检测电路和相关软件组成。
该系统是以虚拟仪器图形化编程语言LabView8.6为平台，硬件选用计算机、电流、电压霍尔传感器，A/D转换器，单片机，USB和与之配套的接口电路。
本系统功能强大，具有可移值性，还可按使用者需求改动，界面逼真，运用简单。
本文利用此系统，选用CO2气体保护焊过程为研究对象，以CO2气体保护焊过程中的电弧电压和焊接电流为信号源，完成了数据的采集、实时的检测和焊后的数据回放显示储存，还可以按照用户需求存储在指定位置。
本文根据系统对CO2气体保护焊过程进行焊接电流与电弧电压数据储存显示和波形回放，能够为CO2气体保护焊过程在线实时检测提供现成的工具，能够为今后的CO2气体保护焊过程质量在线实时评价与预估提供了参考，同时还能对弧焊工艺方面有着参考意义。
关键词:虚拟仪器，CO2气体保护焊，LabView，单片机，数据采集AbstractThis paper developed a special process for welding current and voltage data acquisition, real-time detection and post-weld data and storage into one system. Welding tests through the system analysis and evaluation, on one hand evaluation of welding equipment, welding material properties, it also can lead welding equipment, welding materials, optimization of design and development of welding procedure specifications and reasonable. The system consists of hardware, signal detection circuit and associated software.The system is based on virtual instrument graphical programming language LabView8.6 as a platform, the hardware used computers, current, voltage, Hall sensor, A / D converter, microcontroller, USB and its accompanying interface circuit. The system is powerful, has to move the value of, but also by changes in user requirements, interface realistic, the use of simple. By using this system, CO2 gas shielded welding process used for the study to the process of CO2 gas welding arc voltage and welding current source, completed the data collection, real-time detection and playback of shows after welding data storage, Y ou can also deposit in accordance with user needs.Based on the graphics system and the results obtained with the actual situation on the welding test this CO2 gas shielded welding process is analyzed and evaluated, proved that the system is able to provide analysis and evaluation of weld quality based on a true and effective, able to CO2 gas welding process to provide ready-made online real-time detection tools to for future CO2 gas welding process quality online real-time evaluation and estimate provides a reference, while on the arc welding process has a reference value.Keywords: Virtual instrument, CO2 gas welding, LabView, Microcontroller, Data acquisition目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1研究的目的和意义 (1)1.2 虚拟仪器技术的发展及特点 (2)1.2.1虚拟仪器的发展 (2)1.2.2虚拟仪器的特点 (2)1.3焊接检测分析系统的研究和发展状况 (5)1.4主要研究内容及技术线路 (6)1.4.1主要研究内容 (6)1.4.2技术线路 (8)2 系统硬件设计 (9)2.1焊接电流电压转换电路设计 (9)2.2数据采集实现 (12)2.3 USB电路设计 (17)2.4电源设计 (19)3 系统软件设计 (20)3.1系统软件平台LabView (20)3.1.1LabView编程特点 (20)3.1.2LabView编程工具介绍 (21)3.1.3LabView简单编程举例 (24)3.2 系统软件设计 (25)3.2.1焊接参数设置 (25)3.2.2数据采集与存储 (26)3.2.3波形回放、U-I图及滤波模块 (29)4 结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录 (36)1 绪论1.1研究的目的和意义焊接过程是一种受多种参数制约，而且又受许多随机干扰因素影响的复杂的工艺过程。
基于LabVIEW的电压电流实时监测系统设计
基于LabVIEW的电压电流实时监测系统设计种兴静;高军伟【摘要】为了高效、便捷地进行电压、电流的监测,在LabVIEW编程软件环境下,设计一种基于USB数据采集卡的电压、电流实时监测系统.本系统通过LabVIEW 编程实现电压、电流测量控制程序,通过硬件搭建与软件编程完成系统整体的设计.实验结果证明,电压、电流监测系统可以实时、持续的运行,不仅降低了开发成本,而且测量结果精确,具有良好的实时反应性,可靠性良好.【期刊名称】《自动化与仪表》【年(卷),期】2019(034)006【总页数】4页(P59-62)【关键词】LabVIEW;USB数据采集卡;实时监控【作者】种兴静;高军伟【作者单位】青岛大学自动化学院,青岛266071;青岛大学自动化学院,青岛266071【正文语种】中文【中图分类】TP274LabVIEW 是一种灵活的编程语言，相较于C 语言或者JAVA 语言，LabVIEW 语言是一种图形化的编程语言，程序设计相对比较简单，灵活性很强，利于用户对上位机人机界面的设计。
LabVIEW 可以做运动控制、算法的仿真等，但用的最多的还是Lab-VIEW 数据采集，例如一些板卡的测试以及自动化控制类的数据采集等。
一个VI 程序包括前面板和程序面板。
前面板是用户所能看到的界面，可以实现数据显示、波形显示、数据输入等其他功能，程序面板是前面板运行的一个支持。
通过建立VI 程序来实现一系列的功能，达到用户的要求。
基于LabVIEW 数据采集的功能[1-3]，本文提出了在LabVIEW 2014 编程软件环境下，利用USB 数据采集卡进行实时的监测电压电流变化情况。
在控制器设计过程中，利用LabVIEW 2014 编程软件编写电压电流采集控制程序。
该系统可实现电压电流的准确测量，并将测量数据结果保存到数据库。
实验结果表明，该系统实时响应性良好，测量结果准确。
1 系统总体设计在USB 数据采集卡电压电流监测系统中，USB数据采集卡通过USB 接口与上位机搭建，安装驱动程序，实现上位机与USB 数据采集卡的通讯，LabVIEW 调用动态链接库函数，完成串口通讯[4]。
基于LabVIEW的电力参数检测与实现
压和电流信号，它是以采样周期ｔ为间隔的一维幅值数组，由“ＣｙｃｌｅＡｖｅｒａｇｅａｎｄＲＭＳ．ｖｉ”函数求得相应的有效值Ｕ、ｊ１、ｊ～，由此可求出，．、Ｐ、Ｓ和ＴＨＤ相关交流电路参数。
２．４谐波分量测量谐波对电路的影响一方面反映在电流波形的畸变上，可以通过观察时域中的电流波形和总谐波畸变因数来反映，另一方面观察电流的频谱和幅值，并由“ＡｕｔｏＰｏｗｅｒＳｐｅｃｔ玎咖．ｖｉ”自功率函数和Ｈａ．ｒＩ＇ｌ谢ｃＡｎａｌｙｅｒ．ｖｉ波形信号量函数给出谐波频率幅值。
考虑到采样频谱的泄漏问题，为提高谐波的测量精度，一般应对信号进行加窗处理，较常用的为Ｈａｎａｍｇ窗函图５仪器面板数，优点是高频的抑制效果好，频谱泄漏小。
３仪器前面板设计与检测精度分析４结束语ＬａｂＶＩＥＷ开发平台具有丰富的前面板控制和显示控件，使仪器面板具有良好的交互界面，不仅有设定值的选择与输入，还有被测参数和波形及频谱的直观显示，如图５所示。
与传统的电子仪器明显不同的是，用户可以根据需要修改仪表功能。
装置的检测精度取决与硬件和软件设计两部分。
硬件部分包括霍尔电流（电压）传感器、电压一电流转换电路、数据采集卡产生的测量误差，传感器是影响的主要因素，目前其精度可达到０．２％。
软件部分主要有程序中的数据处理、采样时的离散化及量子化误差，前者的误差与一次性从数据缓冲器中读人的数据个数ｍ有关，要求ｍ大些，并且至少为一个基波周期内的采样数。
后者与采样扫描频率及Ａ／Ｄ的转换位数有关，只要采样扫描频率足够大，软件产生的总体误差至少小于硬件误差一个数量级，因此，装置的检测的相对误差可以低于０．５％。
电力参数的大小和变化反映出负载的电能利用率、波形信号畸变的程度，更反映出电网的供电能力和稳定性，检测其大小有着重要的意义，为电力参数的监控奠定基础。
基于ＬａｂＶｌＥＷ的电力参数检测和波形显示给出了一种新的方法，使检测结果更为直观、方便，灵活，实时性更强。
参考文献［１］李文炜，彭建辉．基于ＤＳＰ大功率设备电网的电力参数监测及交流谐波分析［Ｊ］．工矿自动化，２００４（１２）［２］刘芳亮，蒋大林，许鹏翔．智能电力参数综合测量仪表的研究与实现［Ｊ］．仪器仪表学报，２００６，２７（６）［３］曹玉泉，白丽丽，颜伟中．用功率四边形分析非正弦交流电路的功率因数［Ｊ］．西北农林科技大学学报，２００６，３４（２）【４］雷振山．ＬａｂＶＩＥＷ７Ｅｘｐｒｅｓｓ实用技术教程［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２００４［５］殷馒莎，滕召胜，唐求等．虚拟仪器技术在电力参数监测中的应用综述ＥＪ］．仪器仪表用户，２００４，１１（２）（上接第１４页）参考文献［１］ＨｏｗａｒｄＶ．Ｄｅｒｂｙ，ＴａｍａｌＢｏｓｅ，ＳｅｅｒａｍａｎＲａｊａｎ．Ｍｅｔｈｏｄａｎｄａｐ—ｐａｒａｔｕｓｆｏｒａｄａｐｔｉｖｅｌｉｎｅｅｎｈａｎｃｔｎｎｅｎｔｉｎＣｏｒｉｏｌｉｓｍ鹃ｆｌｏｗｍｅｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ［Ｐ］．ＵＳＰａｔｅｎｔ：５５５５１９０，１９９６—９—１０［２］徐科军，何卫民，陈荣保．自动化仪表中流量测量新方法探讨一科里奥利质量流量计［Ｊ］．合肥工业大学学报（自然科学版），１９９５，１８（２）：１４８—１５３［３］曾健，刘凤新，简灿琴．严威．用于科里奥利质量流量计的数字信号处理方法［ＪＪ．计量技术，２００７（３）：３～６［４］胡广书．数字信号处理［Ｍ］．清华大学出版社，２００３·３０·［５］刘凤新，张砚川，王磊。
[NI技术]基于NI PXI的 汽车零部件多性能测 试
![[NI技术]基于NI PXI的 汽车零部件多性能测 试](https://img.taocdn.com/s3/m/6fadf3d550e2524de5187ec7.png)
[NI技术]基于NI PXI的汽车零部件多性能测试"完美集成了超过 10种NI软硬件"- 陈群,The Challenge:在50秒内测量产品超过10项的性能，期间需要和多种设备采用不同协议通信，比如CAN, Profibus, RS232等。
The Solution:该项目主要测试汽车中某部件的多项性能，包括电流，电压，温度/压力传感器，马达特性等。
首先利用 Profibus建立现场Master PLC 和 Slave PXI computer通信，实现测试过程传递和测试结果交互，通过8461 CAN interface 实现与ECU通信，从而通过 ECU控制该汽车部件的动作，并且通过 6229多功能数据采集模块捕捉整个动作过程中需要测量的物理量。
采用 TestStand 可以非常方便的搭建测试流程及保留各步骤测试结果。
典型的PXI系统Author (s):陈群 -引言现代化的工厂车间批量生产装配的产品，除了要进行各项原材料检查外，还要在装包发货之前模拟成品功能进行整体性能检查，以确保送到客户手中的产品都是合格件。
针对特定产品，我们利用NI公司的 PXI控制系统和 TestStand 和LabView软件构建了一套完整的包含电压，电流，电阻，温度，气压等综合性全自动测试平台。
测试平台示意图如图 1所示，包含如下测试功能：1.检查产品内部温度传感器是否正确2.检查产品内部压力传感器是否正确3.测试产品电流，电阻4.测试产品流量5.测试产品内部泵的工作能力图1 测试示意图系统总体设计框图该测试平台主要包括：PLC, PXI controller, ECU, 待测件，以及外围的测试电路及气路。
整体框架示意图如图2所示。
图2 系统设计框图该性能测试台属于自动化生产线的一部分，PLC （Programmable Logic Controller）作为Master，负责与前后邻居工作台通信，并且负责本工作台测试前的准备工作，比如气缸动作等，控制自动测试的起停，并将测试结果传递给服务器。
基于LabVIEW的电能质量检测和分析系统
基于LabVIEW的电能质量检测和分析系统基于ＬａｂＶＩＥＷ的电能质量检测和分析系统李震梅胡⽂军饶明忠（⼭东理⼯⼤学电⼦系２５５０１２）确１乃摘要介绍了虚拟仪器的电能质量监测和分析系统的组成，介绍了ＬａｂＶＩＥＷ软件实现的频率跟踪技术，并介绍了使⽤⽹络对电能质量进⾏远程检测和数据分析的⽅法，最后给出了部分程序。
关键词虚拟仪器电能质量ＬａｂＶＩＥＷ频率跟踪技术１引宦现代社会中，电能是⼀种最为⼴泛使⽤的能源，其应⽤程度是⼀个国家发展⽔平的主要标志之⼀。
随着科学技术和国民经济的发展，对电能质量的要求越来越⾼。
电能质量的好坏直接关系到国民经济的总体效益，提⾼电能质量有巨⼤的经济效益，因此，建⽴和实施电能质量的检测和分析是提⾼电能质量的⼀个重要技术⼿段。
本⽂⾸先介绍已开发出的基于虚拟仪器的电能质量测试与分析系统所采⽤的硬件、软件及部分参数的检测和分析⽅法，介绍该系统采⽤的频率跟踪技术及使⽤⽹络对电能质量进⾏远程的检测和数据分析的⽅法。
２系统采⽤的硬件本系统的硬件采⽤传感器、信号调理模块、数据采集卡、计算机，主要硬件配置如图１所⽰。
图１硬件配量这⾥要把被测的强电信号转换成弱电信号。
出于对系统的可靠性与安全性⽅⾯的考虑，仪器与各种强电信号在电⽓上必须是隔离的，不能把电压和电流信号直接送到虚拟仪器，因此使⽤了电压互感器（ＰＴ）和电流互感器（ＣＴ）。
为了⽅便测量，可以选⽤不同规格的钳式电流传感器，隔离部分使⽤了ＡＤ公司的专⽤ＣＭＯＳ隔离放⼤器ＡＤ２０４。
它是⼀种变压器耦合的双端⼝隔离放⼤器，其特点是体积⼩，精度⾼，通带宽，输⼊灵活。
抗混叠滤波器是前向通道的主要组成部分，滤波芯⽚采⽤ＭＡＸＩＭ公司的ＭＡＸ２７５，组成四阶低通滤波器。
数据采集卡选⽤ＮＩ公司⽣产的全功能数据采集卡ＰＣ－－６０２３Ｅ，它由多路开关、放⼤器、采样保持电路、Ａ／Ｄ转换器及Ｄ／Ａ转换器组成。
它能够完成信号采集（Ａ／Ｄ）、数字信号的模拟输出（Ｄ／Ａ）以及定时／ｉｆ数等功能，１２位精度，具有１６个模拟输⼊通道，３２条数字Ｉ／Ｏ线、两路２４位的计数器（⽤于定时／计数等功能），能提供三种信号输⼊⽅式，量程为±１０，单通道最⼤采样率是２００ｋＳ／ｓ。
基于labview的加速度传感器性能测试系统的设计与实现
硕士学位论文摘要加速度传感器广泛应用于工业、军事、航天和民用领域，本文从加速度传感器检测加速度的物理学原理出发，阐述了加速度传感器测试的实现方法，从而得出了用匀速旋转产生向心加速度的方法来解决测试所需要的加速度的结论，即将加速度传感器固定在匀速旋转的圆盘上来测试它在不同加速度条件下的输出特性。
设计出了一套完整的加速度传感器性能测试系统。
首先，开发了一套适合加速度传感器性能测试的数据采集子系统。
数据采集子系统采用PIC16F877A单片机作为数据采集的主控芯片，它通过射频芯片nRF2401接收上位机的命令并对其解释，从而进行相应的数据采集，然后将采集到的数据通过射频芯片nRF2401发送至上位机。
实现了JSD101，JSD103和JSD201三种加速度传感器性能数据的采集。
其次，利用RS-232接口将采集终端的数据和计算机连接起来，组成采用RS-232串口通信转射频通信的方法将数据采集子系统的射频数据和计算机的串口数据进行交换。
实现了RF/RS-232的数据通信转换功能。
最后，上位机采用LabVIEW开发出了具有界面友好，美观和适合测试者使用的强大的数据处理软件。
软件通过计算机的串口分别控制数据采集和电机驱动的圆盘转动，实现了三种加速度传感器在不同加速度值下的输出特性的测量。
该软件能够对数据进行采集和分析，得出加速度传感器的输出特性曲线，根据不同标准判断被测试传感器是否合格。
本文详细介绍了系统的解决方案、采样子系统的软硬件设计、系统的通信协议、LabVIEW程序设计方法、系统中数据采集、分析和处理、显示特性曲线以及报表生成的方法。
关键词：加速度传感器；性能测试；射频通信；LabVIEW；匀速旋转；PIC16F877单片机；nRF2401基于LabVIEW的加速度传感器性能测试系统的设计与实现AbstractThe acceleration sensor has been widely applied to such domain as industry, military, astronautics and civil. This article elaborates on the realization of acceleration sensor test from the point of physical principle of acceleration sensor testing acceleration, and thus obtains the conclusion that using the approach of producing centripetal acceleration by revolving with the uniform speed can solve the production of the acceleration needed in the test. That is, fixing the acceleration sensor in the disc revolving with uniform speed to test the output characteristic under various condition of accelerating. A set of complete acceleration sensor performance test system is designed.First, a data-collecting sub-system that is suit to the acceleration sensor performance test has been developed. The data acquisition subsystem uses the PIC16F877A MCU as the major controlling chip to collect data, which receives the mandate from supreme position machine through radio frequency chip nRF2401 and explains it and thus carries out the acquisition of corresponding data, and gathers the data to transmit to the supreme position machine through radio frequency chip nRF2401.The acquisition of three kinds of acceleration sensor performance data of JSD101, JSD103 and JSD201 has been realized.Next, connecting the terminal data with computer by connector RS-232 and adopting the method of transfer the RS-232 serial port communication to the radio frequency communication, the data exchange among the radio frequency acquisition subsystem and the computer string mouth is undergoing. The function of transferring data communication of the RF/RS-232 has been realized.Finally, the supreme position machine used LabVIEW to develop powerful data processing software with the characteristics of user-friendliness, elegance and easy contact surface. The Software, through computer string mouth to respectively control data gathering and the disk-revolving driven by motor, has realized the test and measure of the output feature of three kinds of acceleration sensors under different acceleration number. This software can, according to analysis of data collected, obtains output feature curve of acceleration sensor, and it can decide the qualification of the tested sensor in line with different standards.This article has introduced the solution of the system, the software and hardwaredesign of the sample-collecting subsystem, the system correspondence protocol, the LabVIEW programming method, the system of the data collection, the analysis and processing, the demonstration of feature curve as well as the method of the statement production in detail.Key word: Acceleration sensor; Performance test; Radio communication; LabVIEW;The uniform speed revolves; PIC16F877A MCU;nRF2401第1章绪论1.1 研究背景1.1.1 研究的目的与意义加速度传感器用途广泛，它可应用在控制、手柄振动和摇晃、仪器仪表、汽车电子、地震检测、报警系统、玩具、结构物、环境监视、工程测振、地质勘探、铁路、桥梁、大坝的振动测试与分析、鼠标、高层建筑结构动态特性和安全保卫振动侦察上[1]。
基于LabVIEW的压电加速度传感器性能分析测试系统
（３Ｉ肥）。＝百２ ｌ高Ｎ”．ｉｎ（知哿）＋占Ｎ小叭南２万１ｒ＋孕）＋
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（１０）
（３ＩＡ２）Ｉ ｍ百２ ｌ鱼／Ｖ∽．ｏｓ（Ｊ｜｝哿）＋羔和。ｓ（．｜｝哿＋孥）＋
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（１１）
相量法求序分量的算式是建立在先对三相电流进行滤波 而后滤序的基础上，所以有较好的精确度和暂态性能，但计算
图７消除趋势项程序框图 ４．１．３频谱分析
频谱分析是将时域图经过快速傅里叶变换（ＦＦｒ）口１，在计 算机显示器上显示出横坐标为频率，，纵坐标可以是加速度，也 可以是振幅或功率等的频率特性图。为了减小或抑制频率泄 露，采用了汉宁加窗函数，对信号进行加权处理。频率分析模 块选用Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｏｍａｉｎ函数子模板，用Ｆ１ＦＴ变换计算出时域 信号的自功率谱。 ４．２参数计算 ４．２．１固有频率
量大。该监测仪已经对各相电流电压进行了ＦＦＩ＇计算，所以再
用相量法计算序分量时，其计算量已经不大。
３．６谐波源定位 谐波源定位分为２种情况来解释，一种是在监测点处把系
统等效为２部分，即供电侧ｕ（Ｕｔｉｌｉｔｙ）和用户侧ｃ（ｃｕｓｔｏｍｅｒ）， 然后根据相应的等效电路模型，确定是主谐波源的一侧，称之
为基于等效电路模型的定位法。另一种是对整个系统网络用 谐波状态估计的方法，计算出系统各节点的谐波电压以及支路
‰＝Ｒｅ（‰，Ｐｃｃ）
（１２）
来判定谐波源的位置。如图２所示，功率的正方向是从用户侧
到供电侧，若Ｐ＞０，那么用户侧就是主谐波源；若Ｐ＜０，那么供
电侧就是主谐波源。
ＰＣＣ
圈３诺顿等效电路 ４结束语
基于Ｃ８０５１Ｆ０６４的电能质量在线监测仪已经投入现场运 行，取得了很好的效果，为提高当地电力系统的电能质量做出 了贡献。 参考文献： ［１］ 肖湘宁，韩民晓，徐永海，等．电能质量分析与控制．北京：中国电
基于LabVIEW的电子式互感器校验系统
２系统组成 前面板 、框 图程序 、 图标／ 连 接 器 三 部 分 组 校验 系 统 由硬 件 和软 件 两部 分 组 成 ， 成。 系统硬件主 要包括 以下部分： （ ｉ ） 前面板是Ｌ ａ ｂ Ｖ ｌ Ｅ Ｗ 的图形用户 界面 ， （ １ ） 标 准 电压 、 电 流 （ 电磁 式 ） 互感器 （ 包 能够 对 系 统 中 的 各 种 参 数 进 行 监 控 ， 它 由 输 括升压 、升流 器） 。 使 用 标 准 互 感 器 的 目 的 入控 件 和 显 示 控 件 组 成 ， 如 图 ４ 所示 。 是 为 校 验 系 统 提 供 标 准 输 出信 号 ， 且 必 须 可 （ ２ ） 框 图 层 序 采 用 图 形 化 的 编 程 语 言 编 溯 源 。 互感 器 精 度 选 取 ０ ． ０ １ 级 ， 目的 是 为 了 写 ， 相 当 于 文本 式 编 程 语 言 的 程 序 语 句 ， 能 提 高 系 统测 量 精 确 度 。 够 实 现 特 定 的功 能 。 （ ２ ） Ｐ Ｃ Ｉ 一 ４ ４ ７ ４ 数 据 采 集 板 卡 。 该 板 卡 是 （ ３ ） 图标 ／ 连接 器能 够将Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 开 发 环 从事高精度 动态和瞬 态测量的动态信 号采集 境编 写 的程序 （ Ｖ Ｉ ） 生 成供 其它 ｖ Ｉ 调 用 的 子 卡 ，具有４ 路 同 步 采 样 模 拟 输 入 通 道 ， 输 入 Ｖ Ｉ ， 提 高 了程 序 的 可 读 性 和 开 发 效 率 。 信号为一 １ Ｏ ～１ ０ Ｖ Ｄ Ｃ 。 另 外 ，它 具 有 ２ ４ 位分辨 ３ ． 校 验系统原理 率 ，最 高采 样 速 率 达 １ ０ ２ ． ４ ｋ Ｓ ／ ｓ 。 本 校 验 系 统 的 工 作 原 理 可 分 为 两 部 （ ３ ） 取 样 电 阻 。选 取 阻 值 为 ８ ０ Ｑ ， 额 定 分 ： 电子 式 电流 互 感 器 校 验 原 理 和 电 子 式 电 电流 为 ０ ． ０ ５ Ａ 的取样 电阻，精度为 ｌ Ｏ Ｏ ｐ ｐ ｍ 。 压互感器校验 原理 。 （ ４ ） 电压 互 感 器 １ Ｏ Ｏ Ｖ（ １ ｏ ｏ ／４ ３ Ｖ ） ／ ４ Ｖ， ３ ． １ 电子 式 电 流 互 感 器 校 验 原 理 精度 ０ ． ０ １ 级 ； 电流 互 感 器 ５ Ａ ／ Ｏ ． ０ ５ Ａ， 精 度 将 标 准 电 磁 式 电 流 互 感 器 与 被 试 电 子 ０ ． Ｏ １ 级。 式 电 流 互 感 器 一 次 串联 ， 由 升 流 器 为 互 感 器 （ ５ ） 同 步 卡 ：用 来 同步 被 试 互 感 器 合 并 次侧提供 电流，调节调 压器改变升 流器输 单元及标准 回路采集 卡。 出 电流 的 大 小 。 标 准 ｃ Ｔ 的 二 次 侧 接 标 准 电流 （ ６ ） 合并 单元 ：合并 单元 的主要 功能是 互感器５ Ａ ／ ０ ． ０ ５ Ａ，其 二 次 侧 接 标 准 电 阻 ， 取 同步 接 收 １ ２ 路 电子 式 互 感 器 输 出 的 数 字 信 号 电 阻 上 的 电 压 ， 并输 入 到 数 据 采 集 卡 （ Ｐ Ｃ Ｉ 一 （ １ ２ 路信 号按照 Ｉ Ｅ Ｃ ６ ０ ０ ４ ４ — ８ 标 准 规 定 的Ｄ Ａ Ｔ Ａ ４ ４ ７ ４ ） 。 电 子 式 电 流 互 感 器 二 次 侧 获 取 的 电 Ｓ Ｅ Ｔ 数据通 道定义） ，并按照Ｉ Ｅ Ｃ ６ ０ ０ ４ ４ — ８ 标 准 流 信 号 由光 纤 送 入 低 压 侧 的 合 并 单 元 。 计 算 Ｔ 的测 量 结 果 及 规 定 帧 格 式 并 发 送 给 继 电保 护 ， 测 量 及 控 制 机 通 过 数 据 采 集 卡 获 取 标 准 ｃ 设备 。 通 过 以太 网 获 取 电子 式 电 流 互 感 器 的 测 量 结 合 并单 元 一般 提 供共 １ ２ 路 电 流 和 电压 果 ， 由计 算 和 提 供 时 钟 同 步 信 号 对 被 试 电子 信号 （ 全 部光纤传输） ，包括７ 路 电流信号和 ５ 式 电流 互 感 器 和 数 据 采 集 卡 进 行 同 步 采 样 。 路 电压 信 号 ，它 们 按 照 一 定 的规 则 打 包 并通 经 过 数 字 滤 波 、Ｄ Ｆ Ｔ 运 算等 信号 结果 ，计算 过 以太 网 输 出 。合 并 单 元 一 般 由 用 户 提 供 ， 出 电子 式 电 流 互 感 器 比值 误 差 和 相 位 误 差 。 校验原理 如图２ 所示 。 遵循Ｇ Ｂ Ｔ 一 ２ ０ ８ ４ ０ — ７ ／ ８ ， ｎ Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ５ ８ ０ — ９ 标准 。 ． ． － 合 并单 元 与校 验 系 统 的连 接 主要 包括 两 个 部 分 ： 一 是 同 步 脉 冲 信 号 连 接 ， 二 是 以 太 网 的 连 接 。合 并 单 元 与 校 验 系 统 连 接 框 图 如 图１ 所示 ：
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基于L a b V IE W 的电流和电压传感器性能 测试系统李静静赵健/上海市计量测试技术研究院SHANGHAI MEASUREMENTANDTESTING |上涤計受剜轼技术交流Technical Exchange〇引言电流和电压传感器作为一种兼具保护性和监控 作用的工具，广泛应用于各种电气装置、自动控制 以及调度系统。
因其具有传感检测、传感采样、传 感保护等功能，这些传感器在不同工况下的测试准 确与否，对所在应用系统的影响非常大，所以对其 进行高效而又准确的测量很有必要。
然而使用传统的检测方法对电流和电压传感器 的各项性能和参数进行测量时，不仅存在操作过程 繁杂、效率低等缺点，也可能由于人为操作不当等 因素造成实验器材损坏。
而且，传统仪器体积庞大， 功能单一，不利于多种参数的测量。
而虚拟仪器技 术的出现和发展，为电流和电压传感器的高效、自 动测量提供了便利。
因此，本文提出设计一种基于LabVIEW 的电流 和电压传感器性能测试系统，系统由硬件和软件两 大部分组成。
硬件主要由计算机、电源、待测电流 和电压传感器和测量设备组成，用于完成信号的产 生和采集。
软件部分主要由驱动程序和应用程序组 成：驱动程序可以实现对硬件的接口驱动及通信控 制，是在LabVIEW 的VISA 函数基础上编程实现的； 应用程序则利用LabVIEW 丰富灵活的交互界面进行 程序控制、数据显示、存储和计算。
本系统可以实现对电流和电压传感器进行高效 准确测量的自动测试，能够通过程序控制并测量各 种传感器的参数，对不同输人参数的传感器对应的 输出参数进行读取并进行数字信号处理，判断传感 器精度是否符合要求，多种测量模式可以测量传感 器不同特性，具有很强的使用价值。
1系统整体硬件结构本文中介绍的电流传感器性能测试系统是由XF 30JZ 100型交直流电流校准仪、Agilent 34401A 数 字多用表和计算机结合组成的。
系统整体结构包括： 一是由传感器供电电源、XF 30JZ 100型交直流电流 校准仪、Agilent 34401A 数字多用表、待测电流传感 器和计算机组成的硬件结构；二是以LabVIEW 为开 发平台编写的软件部分，包括硬件驱动程序和应用 程序两部分。
本系统的架构如图1所示。
图1系统整体结构XF 30JZ 100型交直流电流校准仪是一台准确度 非常高并且智能化的电流校准仪。
Agilent 34401A 是 一台6位半、高性能的数字多用表，它高准确度的 测量能力和高性能使其非常适用于系统和台式测试， 它具有0.003 5%的基本直流准确度，0.06%的基本 交流准确度和0.1%基本电阻准确度。
XF 30JZ 100型交直流电流校准仪和Agilent 34401A 数字多用表都是通过串口线和计算机连接， XF 30JZ 100输出电流作为待测电流传感器的输人信 号，Agilent 34401A 可以测量传感器的输出信号。
而 计算机控制电流的输出和输人信号的记录。
而且可T e c h n i c a — E X c h a n9e 2017/6总第263期国内统一刊号CN 31-1424 / TB41技术交流—sfeehmfegfhfadiaiigg以利用LabVIEW 中提供的大量图形化驱动程序直接 驱动串行接口设备，只需两根串口数据线就能实现 仪器和计算机间的通信，硬件实现非常简单。
2系统软件系统的软件总体流程如图2所示。
程序开始运行后，首先必须和仪器进行联机操作，即建立通信。
联机成功后，出现一个对话框提示创建新测量文件， 用以保存本次测量的数据。
初始化设备是根据用户 输人的一系列参数对仪器进行初始化，然后可以正 常发送电流信号到传感器的输人端，读取传感器的 对应输出信号，进行数据处理，保存并显示。
如果 没有达到设定的循环次数，继续发送电量，读取， 处理，写。
如果达到了设定的循环次数，将清电量， 同时等待下一步动作。
此时如果点击开始新一轮测 量，则根据输人参数继续测量，如果点击关闭设备 按钮，将执行关闭。
图2系统软件总体流程3系统应用程序软件部分的编写，采用模块化的设计思想，按传感器不同输人输出量，将应用程序按功能划分为 带电流输出的电流传感器、带电压输出的电流传感 器、带电流输出的电压传感器、带电压输出的电压 传感器，每种传感器又分别有交直流两种情况。
考虑到所用到的电流源XF 30JZ 100的特点和测量仪器 Agilent 34401A 的类型，此系统测量的传感器类型分 为六种：1) 带直流电流输出的直流电流传感器；2) 带直流电压输出的直流电流传感器；3) 带直流电流输出的交流电流传感器；4) 带直流电压输出的交流电流传感器；5) 带交流电流输出的交流电流传感器；6) 带交流电压输出的交流电流传感器。
将系统主界面分为6部分，6个不同的按钮调 用6个不同的子V I ，每个子V I 代表对不同的传感 器进行测量。
其主控前面板如图3所示。
图4主控面板的程序框图在主界面的程序框图设计中，主要应用 LabVIEW 条件结构（Case Structure )实现前面板各按钮的动作。
选择一种待测传感器类型，进人测量 该类型传感器的子V I ，这里为测量带直流电压输出 的直流电流传感器子V I ，弹出如图5所示界面。
可以看到前面板分为四个板块，Program Control 区域负责控制程序运行并监视运行状态。
参数设置 区域，需要用户输人参数，如仪器接口、满量程、 测量步长等。
在操作控制区域输人仪器操作参数， 如测量模式、循环次数等。
User information 栏直接42国内统一刊号CN 31-1424 / TB2017/6总第263期显示传感器输出的数据，并以图形的方式显示出来。
〇■ SHANGHAIMEASUREMENTANDTESTING |上涤計受剜轼图5测量带直流电压输出的直流电流传感器子界面测量模式的设计：根据传感器的静态特性，将 测量模式分为三种：自动测量模式，迟滞测量模式 和手动模式。
由于仪器的工作方式不同，本系统与 计算机的通信是基于通信协议完成的，程序控制电 量输出的方式也不同。
4结语本文介绍了 XF 30JZ 100型交直流电流校准仪、Agilent 34401A 数字多用表和计算机结合组成的传感 器性能测试系统，并整体介绍了硬件构成和软件架 构，并详细介绍了基于仪器自身的通信协议如何实 现数据通信、程控电量输出，及不同线程间数据存 储模块的设计。
本系统可以实现对电流和电压传感器进行高效 准确测量的自动测试，能够通过程序控制并测量各种传感器的参数，对不同输人参数的传感器对应的 输出参数进行读取并进行数字信号处理，判断传感 器精度是否符合要求，多种测量模式可以测量传感 器不同特性，具有很大的使用价值。
本系统对带有直流信号输出的电流传感器具有 很好的测量效果，能够完成电流和电压传感器多个 测量参数数据的存储及显示功能，但还不能实现数 据回放、故障波形录波及标准报表生成功能。
对于 带交流信号输出的电流传感器，只能读出其RMS 值， 且最大值为3 A ，不能反映其波形变化并得到其他频 率分量，如幅值和相位等。
参考文献[1] 唐丽.基于LabVIEW 的交直流多功能表设计[D].南昌：南昌航空大学，2012.[2] 黄学文，周敬泉.虚拟仪器技术的现状与前景[J].电测与仪表，2004 ( 10)：5-8.[3] 伍星华，王旭.国内虚拟仪器技术的应用研究现状及展望[J ].现代科学仪器，2011 (04) 112-116.[4] 李翼.基于LabVIEW 的实验管理系统[D].杭州：浙江大学，2005.[5] 吴松林.传感器与检测技术基础[M].北京：北京理工大学出版社，2009.[6] 苏州市伟铭电子仪表有限公司.XF30JZ100型交直流电流校表仪使用手册[C].苏州：2012.[7] 苏州市伟铭电子仪表有限公司.XF30JZ100型交直流电流校表仪编程手册[C].苏州：2012.技术交流—Technical-Ex-changg(上接第40页）联网+”技术，研究带定位功能、可实时反馈现场 信息的多用途接地线。
参考文献[1] 国家电网公司.电力安全工作规程（配电部分）（试行）[M ].北 京：中国电力出版社，2014.[2]国家电网公司.电力安全生产及防护[M].北京：中国电力出版社，2010.[3] 中国科学技术情报研究所重庆分所.国外人身安全电流专辑[M]. 重庆：科学技术文献出版社重庆分社，1980.[4] 程乐峰，余涛.基于三相对称电压注入法的配电网接地线检测技 术[J].电力自动化设备，2017,37 (3 ):19-25.[5] 刘家军，缪俊，姚李孝，等.电力检修作业挂接地线可视化监测装置[J].电力自动化设备，2010,30 (7):134-140.[6] 王海欧，林凌.变电站接地线在线监测系统的研究与开发[J ].浙 江电力，2015，（6):24-27.[7] 全国带电作业标准化技术委员会.DL/T 879-2004带电作业用便 携式接地和接地短路装置[S].北京：中国标准出版社，2004.Development of multi-purpose portablecombined-type ground wireDong Jim in g, Zhan Y u(State Grid Shaoxing Power Company )Abstract: According to the defect of distribution network ground wiresuch as large number and heavy weight, and short of small currentprotection, used short-circuit wire junction and m icrocontroller programming, developed a set of multi-purpose portable combined-typeground wire, can be widely used in low voltage and medium voltage grounding, with a sound and light alarm to small current, meet the requirements of emergency workers, improve the efficiency, reduce theinstruments preparation and operation time, improve the distribution network reliability, and obtain a certain economic benefits.Key words: ground wire; combined-type; small current protection2017/6总第263期国内统一刊号CN 31-1424 / TB43。