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引言
传统测量测试仪器在科研、实验、教学等方面应用十分广泛，如无源元件的电感（L）、电容（C）、电阻（R）的各项参数测试就是由LCR数字电桥及相关配套设备来完成的。随着科学技术的不断发展，元器件也逐步向着工作频率高频化、测试参数多样化方向发展。随着元件需要测试参数的增多，由于手动操作传统测量仪器存在的低效、繁琐等缺陷，已无法满足元器件生产企业对测试的要求。一种可由用户自定义具有高效、灵活的虚拟仪器的出现，能够很好解决这一问题。LabVIEW（Laboratory VirtualInstrumentation Engineering Workbench）是一种业界领先的工业标准图形化编程工具，主要用于开发测试、测量与控制系统。它是专门为工程师和科学家而设计的直观图形化编程语言。它将软件和各种不同的测量仪器硬件及计算机集成在一起，建立虚拟仪器系统，以形成用户自定义的解决方案。由此借助LabVIEW平台，结合仪器TH2826数字电桥，而设计出新型LCR参数测试系统。
系统组成
整个系统如图1所示，由电脑、改制鼠标、脚踏开关、通信电缆、TH2826数字电桥组成。TH2826系列元件测试仪，其0.1%的基本精度、22种阻抗参数测试、20Hz～5MHz的频率范围可以满足低EsR的电容器和高Q电感器等元件的测量。其标准配置的RS232C串行接口与电脑通信用来完成数据传输及仪器控制等任务。作为快速测试系统的组成部分，脚踏开关与改制鼠标（脚踏开关的常开触点与鼠标左键微动开关并联）配合完成一键式快速测试。
软件设计
系统软件主体架构是基于LabVIEW的标准状态机设计模式，LabVIEW程序同样也称为虚拟仪器（VI）。以被测参数较多的电感元件为例，整个测试程序流程图如图2所示，由测试准备界面和系统测试界面组成。系统测试界面如图3所示，其分为三个部分：仪器参数配置及实测数据显示区、测试数量统计显示区、测试数据分析区。
流程简要说明
系统首先显示测试准备界面，在此界面里输入被测产品编号，输入或选择存储测试数据的文件名，输入操作员号，输入完毕并确认后系统自动进入系统测试界面。程序开始自动从Excel表格调出对应产品编号的每组参数配置、设定的产品规格限值、测试项编号，得出测试步骤数。将被测产品与TH2826数字电桥连接（依次按测试项编号编排顺序），踏动脚踏开关系统开始自动测试。以两个实例说明如下：
实例一：当被测产品只有一个绕组一组测试项，即只有一个测试步骤时，系统流程：接入第一个被测产品，踏动脚踏开关，启动一配置参数1→测试1→写文件→转移（带返回参数P=1）→等待启动；接入第二个被测产品，踏动脚踏开关，启动→测试1→写文件→等待启动。相同产品编号的其余被测产品均按以下模式循环运行：踏动脚踏开关，启动一测试1→写文件→等待启动。
实例二：当被测产品有二个绕组三组测试项，即第一个绕组有二组测试项。第二个绕组有一组测试项，共计有三个测试步骤时，系统流程：接入第一个被测产品的第一绕组，踏动脚踏开关，启动→配置参数→测试1→配置参数2→测试2→转移（带返回参数P=3）→等待启动：接入第一个被测产品的第二绕组，踏动脚踏开关，启动→配置参数3→测试3→写文件→转移（带返回参数P=0）→等待启动。按以上步骤循环进行其余被测产品的测试。
仪器参数配置及实测数据显示
系统自动显示被测产品编号。仪器十项参数（ISO：偏流源直流隔离功能，ALC：自动电平控制开关）配置、测试项编号、主参数上下限值、副参数上下限值均事先在Excel表格中设定，下面两行显示的是主、副参数实测数据。当测试值处在规定范围内，数据以蓝色字体显示。否则，数据以红色字体显示。系统依据产品测试步骤的多少自动调整显示的步骤数，测试界面最多可以显示八个测试步骤。当测试完一个产品，再启动测试另外一个产品时，系统会自动清除前一个产品的所有测试数据。这样可以清楚显示新的数据产生过程。
测试数据分析显示
系统自动跟踪第一测试步骤的主参数实测值，对其进行直方图绘制，Pp及Ppk分析。
测试数据直方图显示
直方图又称质量分布图，是一种几何形图表，它是根据从生产过程中收集来的质量数据分布情况，画成以组距为底边、以频数为高度的一系列连接起来的直方型矩形图，反映产品质量的分布情况，判断和预测产品质量及不合格率。利用系统实时采集的数据形成直方图，相关程序部分如图4所示。这里用到LabVIEW的通用直方图VI。程序首先初始化一个含有20个元素的一维数组，在第一测试步骤的条件结构“ctest1”里，将测得的主参数数据转为一维数组作为通用直方图Ⅵ的输入，再进行相应数学变换，即可在测试界面上实时显示测试数据的分布情况。
测试数据Pp及Ppk分析的实现
SPC（Statistical Process Contr01）即统计过程控制（质量管理体系ISO/TSl6949五大核心工具之一），主要是指应用统计分析技术对生产过程进行实时监控，科学区分出生产过程中产品质量的随机波动与异常波动，从而对生产过程的异常趋势提出预警，以便生产管理人员及时采取措施，消除异常，恢复过程的稳定从而达到提高和控制质量的目的。Pp及Ppk称为过程性能指数，属于SPC的基本方法，是对生产过程收集的计量型数据的数学描述，具体表达式见文献。Pp是公差允许的最大变差与过程性能之比，这个指数对过程满足变差要求的程度提供了度量，不受过程位置的影响。Ppk是考虑过程位置的性能指数。Pp与Ppk总是一同进行评价和分析。形成Pp及Ppk的相关程序部分如图5所示。这里运用到LabVIEW的标准差和方差VI，程序首先初始化一个一维空数组，在第一测试步骤的条件结构“ctest1”中，将测得的主参数数据连接成一维数组作为标准差和方差Ⅵ的输入，经过其运算得到数组的均值和标准差，再进行相应数学变换，即可在测试界面上实时显示测试数据的Pp及Ppk的分析结果。
测试数据的判定及存储
音讯提示组成快速测试的一部分。在每一测试步骤完成时，如果测试数据在规定范围内，系统驱动电脑主机蜂鸣器发出音讯，操作员无需观察显示器上的数据即可了解测试结果。系统将测试数据自动存储在指定的文件中，自动加入当前日期、时间、数据名称等信息，将不在范围内的数据用红色标注。
结束语
针对手动操作传统测量仪器低效、繁琐等问题，本文提出了一种基于虚拟仪器技术的LCR参数测试方案。将参数配置、产品规格限值等事先以Excel表格形式保存，通过LabVIEw软件的调用，运用带参数返回技术设计，无需人工额外操控仪器，仅使用脚踏开关启动，系统即可自动完成各步骤之间的转换，从而实现高效快速测试、数据直方图显示及在线数据Pp及PPk分析等功能。
参考文献：
[1]陈锡辉，张银鸿LabVlEw 8.2程序设计从入门到精通[M]北京：清华大学出版社，2007
[2]常州市间惠电子有限公司TH2826/A高频LCR数字电桥说明书[M]tonghui.com.cn，Dec 2008：14
[3]克莱斯勒、福特和通用汽车公司，统计过程控制[M]，第2版AIAG.org，2005：131-134
[4]Baidu百科，直方图定义[EB/OL]，http：//balke.baldu.com/view/60840.htm
[5]2005-2009 Nationallnstruments Corporation LabVlEW帮助（371361F-0118）[M]ni.com，June2009
传统测量测试仪器在科研、实验、教学等方面应用十分广泛，如无源元件的电感（L）、电容（C）、电阻（R）的各项参数测试就是由LCR数字电桥及相关配套设备来完成的。随着科学技术的不断发展，元器件也逐步向着工作频率高频化、测试参数多样化方向发展。随着元件需要测试参数的增多，由于手动操作传统测量仪器存在的低效、繁琐等缺陷，已无法满足元器件生产企业对测试的要求。一种可由用户自定义具有高效、灵活的虚拟仪器的出现，能够很好解决这一问题。LabVIEW（Laboratory VirtualInstrumentation Engineering Workbench）是一种业界领先的工业标准图形化编程工具，主要用于开发测试、测量与控制系统。它是专门为工程师和科学家而设计的直观图形化编程语言。它将软件和各种不同的测量仪器硬件及计算机集成在一起，建立虚拟仪器系统，以形成用户自定义的解决方案。由此借助LabVIEW平台，结合仪器TH2826数字电桥，而设计出新型LCR参数测试系统。
系统组成
整个系统如图1所示，由电脑、改制鼠标、脚踏开关、通信电缆、TH2826数字电桥组成。TH2826系列元件测试仪，其0.1%的基本精度、22种阻抗参数测试、20Hz～5MHz的频率范围可以满足低EsR的电容器和高Q电感器等元件的测量。其标准配置的RS232C串行接口与电脑通信用来完成数据传输及仪器控制等任务。作为快速测试系统的组成部分，脚踏开关与改制鼠标（脚踏开关的常开触点与鼠标左键微动开关并联）配合完成一键式快速测试。
软件设计
系统软件主体架构是基于LabVIEW的标准状态机设计模式，LabVIEW程序同样也称为虚拟仪器（VI）。以被测参数较多的电感元件为例，整个测试程序流程图如图2所示，由测试准备界面和系统测试界面组成。系统测试界面如图3所示，其分为三个部分：仪器参数配置及实测数据显示区、测试数量统计显示区、测试数据分析区。
流程简要说明
系统首先显示测试准备界面，在此界面里输入被测产品编号，输入或选择存储测试数据的文件名，输入操作员号，输入完毕并确认后系统自动进入系统测试界面。程序开始自动从Excel表格调出对应产品编号的每组参数配置、设定的产品规格限值、测试项编号，得出测试步骤数。将被测产品与TH2826数字电桥连接（依次按测试项编号编排顺序），踏动脚踏开关系统开始自动测试。以两个实例说明如下：
实例一：当被测产品只有一个绕组一组测试项，即只有一个测试步骤时，系统流程：接入第一个被测产品，踏动脚踏开关，启动一配置参数1→测试1→写文件→转移（带返回参数P=1）→等待启动；接入第二个被测产品，踏动脚踏开关，启动→测试1→写文件→等待启动。相同产品编号的其余被测产品均按以下模式循环运行：踏动脚踏开关，启动一测试1→写文件→等待启动。
实例二：当被测产品有二个绕组三组测试项，即第一个绕组有二组测试项。第二个绕组有一组测试项，共计有三个测试步骤时，系统流程：接入第一个被测产品的第一绕组，踏动脚踏开关，启动→配置参数→测试1→配置参数2→测试2→转移（带返回参数P=3）→等待启动：接入第一个被测产品的第二绕组，踏动脚踏开关，启动→配置参数3→测试3→写文件→转移（带返回参数P=0）→等待启动。按以上步骤循环进行其余被测产品的测试。
仪器参数配置及实测数据显示
系统自动显示被测产品编号。仪器十项参数（ISO：偏流源直流隔离功能，ALC：自动电平控制开关）配置、测试项编号、主参数上下限值、副参数上下限值均事先在Excel表格中设定，下面两行显示的是主、副参数实测数据。当测试值处在规定范围内，数据以蓝色字体显示。否则，数据以红色字体显示。系统依据产品测试步骤的多少自动调整显示的步骤数，测试界面最多可以显示八个测试步骤。当测试完一个产品，再启动测试另外一个产品时，系统会自动清除前一个产品的所有测试数据。这样可以清楚显示新的数据产生过程。
测试数据分析显示
系统自动跟踪第一测试步骤的主参数实测值，对其进行直方图绘制，Pp及Ppk分析。
测试数据直方图显示
直方图又称质量分布图，是一种几何形图表，它是根据从生产过程中收集来的质量数据分布情况，画成以组距为底边、以频数为高度的一系列连接起来的直方型矩形图，反映产品质量的分布情况，判断和预测产品质量及不合格率。利用系统实时采集的数据形成直方图，相关程序部分如图4所示。这里用到LabVIEW的通用直方图VI。程序首先初始化一个含有20个元素的一维数组，在第一测试步骤的条件结构“ctest1”里，将测得的主参数数据转为一维数组作为通用直方图Ⅵ的输入，再进行相应数学变换，即可在测试界面上实时显示测试数据的分布情况。
测试数据Pp及Ppk分析的实现
SPC（Statistical Process Contr01）即统计过程控制（质量管理体系ISO/TSl6949五大核心工具之一），主要是指应用统计分析技术对生产过程进行实时监控，科学区分出生产过程中产品质量的随机波动与异常波动，从而对生产过程的异常趋势提出预警，以便生产管理人员及时采取措施，消除异常，恢复过程的稳定从而达到提高和控制质量的目的。Pp及Ppk称为过程性能指数，属于SPC的基本方法，是对生产过程收集的计量型数据的数学描述，具体表达式见文献。Pp是公差允许的最大变差与过程性能之比，这个指数对过程满足变差要求的程度提供了度量，不受过程位置的影响。Ppk是考虑过程位置的性能指数。Pp与Ppk总是一同进行评价和分析。形成Pp及Ppk的相关程序部分如图5所示。这里运用到LabVIEW的标准差和方差VI，程序首先初始化一个一维空数组，在第一测试步骤的条件结构“ctest1”中，将测得的主参数数据连接成一维数组作为标准差和方差Ⅵ的输入，经过其运算得到数组的均值和标准差，再进行相应数学变换，即可在测试界面上实时显示测试数据的Pp及Ppk的分析结果。
测试数据的判定及存储
音讯提示组成快速测试的一部分。在每一测试步骤完成时，如果测试数据在规定范围内，系统驱动电脑主机蜂鸣器发出音讯，操作员无需观察显示器上的数据即可了解测试结果。系统将测试数据自动存储在指定的文件中，自动加入当前日期、时间、数据名称等信息，将不在范围内的数据用红色标注。
结束语
针对手动操作传统测量仪器低效、繁琐等问题，本文提出了一种基于虚拟仪器技术的LCR参数测试方案。将参数配置、产品规格限值等事先以Excel表格形式保存，通过LabVIEw软件的调用，运用带参数返回技术设计，无需人工额外操控仪器，仅使用脚踏开关启动，系统即可自动完成各步骤之间的转换，从而实现高效快速测试、数据直方图显示及在线数据Pp及PPk分析等功能。
参考文献：
[1]陈锡辉，张银鸿LabVlEw 8.2程序设计从入门到精通[M]北京：清华大学出版社，2007
[2]常州市间惠电子有限公司TH2826/A高频LCR数字电桥说明书[M]tonghui.com.cn，Dec 2008：14
[3]克莱斯勒、福特和通用汽车公司，统计过程控制[M]，第2版AIAG.org，2005：131-134
[4]Baidu百科，直方图定义[EB/OL]，http：//balke.baldu.com/view/60840.htm
[5]2005-2009 Nationallnstruments Corporation LabVlEW帮助（371361F-0118）[M]ni.com，June2009