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1、总第44卷第504期电测与仪表Vol.44No.5042007年第12期ElectricalMeasurement&InstrumentationDec.2007基于USB总线的虚拟数字多用表设计叶秀羲,朱长青,石右仁(军械工程学院,石家庄050003)摘要:基于USB总线的虚拟数字多用表由测量变换与信号调理模块、USB控制与数据采集模块组成的硬件和运行于主控微机的软件模块两部分组成。被测信号经过测量变换和信号调理模块转换为±5V范围内的电压信号,数据采集模块的A/D采集被转换的电压信号,然后经过主控微机上软件模块进行信号处理并
2、且显示被测量值。关键词:虚拟数字多用表;USB总线;浮地;高输入阻抗中图分类号:TM934文献标识码:B文章编号:1001-1390(2007)12-0019-04Designofvirtualdigitalmulti-meterbasedonUSBbusYEXiu-xi,ZHUChang-qing,SHIYou-ren(OrdnanceEngineeringCollege,Shijiazhuang050003,China)Abstract:Thevirtualdigitalmulti-meterbasedonUSBbusisc
3、omposedofthehardwareunitandsoftwareunitranonthemaincontrolcomputer,thehardwareunitiscomposedofthemeasurementconverterandsignalconditionerunitandUSBcontrolanddataacquisitionunit.Themeasurementconverterandsignalconditionerunitconvertedthesignalmeasuredtoavoltagesignalw
4、ithintherangeof±5V,theA/Dofthedataacquisitionunitacquiredthecon-vertedvoltagesignal,afterthat,thesoftwareunitonthemaincontrolcomputerprocessedthedataacquiredanddisplayedthemeasuredvalue.Keywords:irtualdigitalmulti-meter;USBbus;float-input;highinputresistance0引言微机提供。运
5、行主控微机上的虚拟数字多用表软件模虚拟仪器是检测技术和计算机技术以及通信技块首先设定测量项目(交流电压、交流电流、直流电术有机结合的产物,它利用计算机软件功能实现信号压、直流电流、电阻、连续性)和对应的测量量程,然后的运算、分析、处理,由I/O接口设备完成信号的采集、将多用表的表笔接入被测点,多用表将自动完成对被测量与调理,从而完成各种测试功能,形成了一种基测信号数据的采集与处理,并最终在屏幕上显示出测[2]于计算机的仪器系统,具有编程灵活、可自定义、数据量结果。处理和分析功能强大、开发周期短等优点。采用计算机技术与硬件电路相结
6、合,在计算机上实现数字多用表功能的虚拟数字多用表相对于以往的数字万用表,其与微机接口紧密,升级更加容易,应用范围更加广泛,特别适用于电子研发、维修及仪器测试等的自动[1]测试场合及工业中应用。1硬件组成系统的整体结构如图1所示,系统的硬件部分主要由测量变换与信号调理模块和USB控制与数据采1.1USB控制与数据采集模块集模块组成。主控微机通过USB接口与数字多用表的USB控制与数据采集模块由USB控制电路、多路模拟量A/D采集单元、多路数字量输出单元等组成。硬件相连,硬件工作所需电源直接通过USB线由主控-19-总第44卷第50
7、4期电测与仪表Vol.44No.5042007年第12期ElectricalMeasurement&InstrumentationDec.2007在USB控制电路的控制下,该模块通过USB总线建AD620的增益为1;J8闭合时,AD620的增益为10。J2立与主控微机的连接;在主控微机上运行虚拟数字多断开时,被测电压信号通过R1、R2接入AD620,考虑用表软件。USB控制与数据采集模块的多路数字量输到AD620的高输入阻抗和R1、R2的值,该调理电路的出单元产生测量转换和量程变换所需要的控制信号,输入阻抗大于10GΩ;J2闭合
8、时(用于高电压测量),通多路模拟量A/D采集单元采集测量变换与信号调理过R1和R3,R2和R4的分压来衰减输入信号,此时电模块输出的被测信号,并通过USB总线传输到主控微路的输入阻抗为R1～R4的串联之和,大于2MΩ。C1、C2机,经过主控微机软件的数据处理,在
