最新形式軟件在（大磁性阻尼（成效））儀器儀表智能勘驗(yàn)體系運(yùn)用
1金屬薄膜的磁電阻效應(yīng)（GMR）由于具有靈敏度高、可靠性好等其它磁敏元器件所不具備的一系列優(yōu)點(diǎn)，得到國(guó)內(nèi)外的廣泛重視。目前在國(guó)外利用GMR效應(yīng)制作的磁傳感器已經(jīng)用于磁頭、汽車測(cè)速、非接觸開關(guān)等領(lǐng)域。近些年又發(fā)現(xiàn)了GMI（磁阻抗）效應(yīng)，其性能比GMR更優(yōu)異。我校物理系磁光實(shí)驗(yàn)室（校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）正在這方面進(jìn)行深入的研究。其中該薄膜樣片的特性測(cè)量尤為重要，以下就是基于LABVIEW構(gòu)建的該薄膜片的GMR自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。
2系統(tǒng)硬、軟件介紹
2.1基于GPIB總線的虛擬儀器硬件
由于計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用與GPIB總線完全不同標(biāo)準(zhǔn)的總線，為使計(jì)算機(jī)作為GPIB系統(tǒng)控制器，必須在計(jì)算機(jī)的擴(kuò)展槽上插一塊與GPIB總線相連的接口卡，本文采用的是美國(guó)NI公司的AT－GPIB／TNT型GPIB接口卡。PC機(jī)利用此接口卡，通過GPIB總線電纜與GPIB儀器相連，在軟件的支持下成為一臺(tái)完善的GPIB系統(tǒng)控制器。本系統(tǒng)接兩臺(tái)Keithley2000數(shù)字萬用表（帶GPIB接口）。除外，系統(tǒng)還有一對(duì)亥姆霍茲線圈、掃描電源（幅值在正負(fù)20V呈低頻線性變化）、恒流源、四針精密探頭（測(cè)試樣品的夾具）。
2.2LabVIEW
LabVIEW是一種圖形化的編程語言，主要用來開發(fā)數(shù)據(jù)采集、儀器控制及數(shù)據(jù)處理分析等軟件，功能強(qiáng)大。目前，該開發(fā)軟件在國(guó)際測(cè)試、測(cè)控行業(yè)比較流行，在國(guó)內(nèi)的測(cè)控領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用。
采用美國(guó)NI公司的LABVIEW的圖形化編程語言作為開發(fā)平臺(tái)，可以通過三種方式對(duì)GPIB儀器進(jìn)行控制：
（1）用GPIB程序庫實(shí)現(xiàn)控制
在InstrumentI／O功能子模板下有許多GPIB函數(shù)，GPIB488－2子模板下有許多GPIB通訊功能子程序模塊，這些模塊在工作平臺(tái)上可以調(diào)用低層的488－2驅(qū)動(dòng)軟件。
（2）利用儀器驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行控制
LABVIEW提供世界50多家知名廠家的600多種GPIB儀器、VXI儀器以及串行口儀器的驅(qū)動(dòng)程序。僅僅擁有控制單臺(tái)儀器的軟件，意義并不大，其真正意義在于可以把儀器驅(qū)動(dòng)程序作為子程序調(diào)用。這樣利用儀器驅(qū)動(dòng)程序庫，很方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)GPIB儀器的控制。
（3）利用VISA庫實(shí)現(xiàn)控制
VISA，實(shí)質(zhì)是一個(gè)I／O接口軟件庫及其規(guī)范的總稱，它包含了GPIB儀器、VXI儀器、RS232儀器等各類儀器的控制操作。
所有的VISA功能模塊都包含在InstrumentI／O功能模塊的VISA子模塊中，其中VISAOPEN模塊用于與指定的設(shè)備建立通訊；VISAWRITE模塊把寫緩沖其中的字符串寫入指定的設(shè)備；VISAREAD模塊讀取制定設(shè)備的數(shù)據(jù)；VISACLOSE模塊關(guān)閉制定設(shè)備的通訊過程，釋放系統(tǒng)資源。本系統(tǒng)采用GPIB程序庫實(shí)現(xiàn)對(duì)GPIB儀器控制。
3測(cè)試系統(tǒng)組成及原理
基于GPIB總線的虛擬儀器系統(tǒng)組成原則，我們建立了一套H——R曲線虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)通過GPIB接口卡及兩個(gè)Keithley2000六位半數(shù)字電壓表對(duì)測(cè)試對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)試。樣片阻抗測(cè)量采用四端口測(cè)量法。兩根電流引線接1mA恒流源，另兩根電壓引線接Keithley2000數(shù)字電壓表，由于電壓測(cè)量回路的高輸入阻抗特性，吸取的電流極小，因此能夠避免引線及接點(diǎn)電阻給測(cè)量帶來的影響。樣片所在磁場(chǎng)的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)通過擬合曲線B＝f（U／R）得到的，其中U為對(duì)亥姆霍茲線圈所加的電壓，R為線圈電阻，B為線圈在不同電壓下的磁場(chǎng)強(qiáng)度。
3.1系統(tǒng)測(cè)試硬件結(jié)構(gòu)圖為：
本測(cè)試系統(tǒng)要研究的是樣品在連續(xù)線性變化的磁場(chǎng)中所呈現(xiàn)的阻值的變化特性，即數(shù)字表1的測(cè)量值（經(jīng)過處理為樣品阻值）隨數(shù)字表2的測(cè)量值（通過擬合曲線得到磁場(chǎng)強(qiáng)度）的變化情況，因此選擇XY波形記錄控件來顯示測(cè)量結(jié)果。
要完成虛擬儀器的測(cè)試功能，軟件的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。基于LABVIEW的虛擬儀器測(cè)試軟件設(shè)計(jì)包括前面板的設(shè)計(jì)及后臺(tái)圖形化控制程序的設(shè)計(jì)。前面板是圖形化用戶界面，模擬真實(shí)儀器，由控制、指示和修飾等部分組成。用戶可以使用各種圖標(biāo)，如按鈕、開關(guān)、XY波形記錄控件等等，設(shè)置輸入數(shù)值和觀察輸出量。
3.2測(cè)試系統(tǒng)的前面板設(shè)計(jì)
LabVIEW通過“所見即所得”的可視化技術(shù)建立起友好的人機(jī)界面，針對(duì)測(cè)試和過程控制領(lǐng)域，提供了大量的控制對(duì)象。本系統(tǒng)儀器控制前面板如圖1所示，主要控制對(duì)象包含有：GPIBAddress：過設(shè)置地址來控制指定的GPIB儀器功能：數(shù)字表的測(cè)量功能，包括直流電流、交流電流、直流電壓、交流電壓、兩線電阻，四線電阻某一點(diǎn)求平均值的個(gè)數(shù)N1：對(duì)N1個(gè)數(shù)取平均得到繪圖時(shí)的一個(gè)元素N毫秒采集一個(gè)有效點(diǎn)：采樣時(shí)間間隔取點(diǎn)數(shù)N：采集夠N個(gè)元素后繪圖Charthistorysize：XY波形記錄的最大緩存字節(jié)數(shù)write：點(diǎn)擊啟動(dòng)測(cè)試主要顯示對(duì)象：XYchart：H——－R曲線圖STOP：點(diǎn)擊則停止采樣開始將H——－R曲線數(shù)據(jù)以文本文件形式保存到可以選擇的路徑下
3.3對(duì)應(yīng)前面板的后臺(tái)程序如下（圖形化語言）：該框圖充分利用了循環(huán)、順序和條件等程序控制的結(jié)構(gòu)框架，靈活處理了各模塊間的連接，另外，全局變量及局部變量的運(yùn)用也使前面板簡(jiǎn)潔了許多�？驁D中為XY波形記錄建立的緩存Charthistorysize采用SubVI的形式也充分體現(xiàn)了LABVIEW的模塊化編程思想。
啟動(dòng)測(cè)試后，有效數(shù)據(jù)顯示在XY波形圖上，若對(duì)測(cè)試效果滿意，按下STOP按鈕停止測(cè)量，當(dāng)彈出文件保存對(duì)話框時(shí)，輸入文件名及保存地址保存數(shù)據(jù)以便后處理。文件保存后，測(cè)量繼續(xù)。
框圖程序與系統(tǒng)硬件一起組成一個(gè)完整的虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)，充分體現(xiàn)了“軟件就是儀器”的思想。
4結(jié)論
本文基于GPIB總線技術(shù)，計(jì)算機(jī)通過GPIB接口卡控制帶有GPIB總線接口的數(shù)字電壓表，在Labview環(huán)境下完成了虛擬儀器前面板以及后臺(tái)框圖程序的設(shè)計(jì)，建立了一套H―R曲線虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)。經(jīng)實(shí)際使用證明，該系統(tǒng)工作可靠，測(cè)量準(zhǔn)確，與用傳統(tǒng)語言編寫的軟件相比，界面簡(jiǎn)潔、清晰。這也充分體現(xiàn)了LABVIEW在自動(dòng)測(cè)試領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)及輝煌的前景，尤其為巨磁電阻的特性測(cè)量提供了更直觀更便捷的測(cè)試平臺(tái)。中國(guó)糧油儀器網(wǎng) http://m.52lvi.cn/
