1传统的测试仪器大多只能进行手工操作，不能保存每次测量时间、测量结果，更无法保留历史数据、因而难以及时分析了解被测物理量的变化情况。虽能满足实验室的需要，但不太适合于实际应用。测量自动化是测量仪器发展的主要方向，虚拟仪器技术的发展使现代测量技术与计算机技术真正融合在一起。利用LabVIEW的仪器控制功能对传统仪器的现有接口进行开发，可以通过在软件中执行远程命令控制测量过程并实现对测量结果的保存，以改善、扩展传统测试仪器的功能，使之能更好地满足工程实际的需要。

工程应用中，经常需要在计算机与仪器之间进行数据通信，串行通信是较常用的通信方式。RS－232协议是国际认可的串口通信协议，目前国内外仪器大部分带有RS－232接口。带RS－232串口的仪器设备以其硬件成本低，远距离传输数据等优点，在测控领域得到了广泛的应用。本文利用串口仪器控制技术开发了基于LabVIEW的多波长计自动测试系统，通过程控代码实现仪器的参数设置、单次／重复测量以及测量结果的获取。测量结果可以自动存入指定的EXCEL文件中，从而有利于进一步分析处理测试结果、管理历史数据，完善了整个测试系统，使其更适合于实际应用。

2基于LabVIEW的仪器控制软件设计

虚拟仪器是一种功能意义上的仪器，它在基本硬件的支持下，利用软件完成数据的采集、控制、数据分析和处理以及测试结果的显示等过程，通过软硬件的配合来实现传统仪器的各种功能，大大突破了传统仪器在数据处理、显示、传送、存储等方面的限制。

美国NI公司开发的LabVIEW是一种功能强大的图形化编程语言。用之来实现计算机对可编程仪器的控制，可以很大程度地提高编程效率。VISA是虚拟仪器软件结构体系的简称，是在LabVIEW工作平台上控制VXI、GPIB、RS－232以及其它种类仪器的单接口程序库。采用VISA标准，方便用户在不同的平台、对不同类型的仪器进行开发、移植及升级测控系统。

2.1用超级终端初步检测串口

串口通信功能的正常运行是进行有效控制的关键。利用Windows环境下的超级终端程序可以对连接串口进行初步检测，以确保在进行LabVIEW编程之前仪器与计算机的串口工作正常。

本研究中的多波长计为基于信息指令的仪器，其采用的控制命令为可编程仪器标准命令SCPI.用超级终端查询仪器标志及几个寄存器状态的返回结果如所示。

此外，为了检验测量命令的返回格式，在超级终端程序中还对MEAS、FETC、READ三类测量命令进行了测试，如所示。在超级终端中对各远程命令进行初步测试，有助于了解返回数据的基本格式和精度，为LabVIEW的程序编程提供必要的参考。但这种方式需要人工逐条输入指令进行操作，返回的结果也不能自动处理，难以实现对仪器的全自动操作，因而使用范围有一定局限性。

2.2多波长计串口控制软件的模块化设计

多波长计是一种能多通道地测量波长变化的仪器，它利用了麦克尔逊干涉检测原理，可作为光纤光栅传感器的测量仪器，这种仪器非常成熟、可靠。但是现有的多波长计只能进行手工操作，测量数据靠人工读取，不便于实际应用。本文以多波长计为例，利用LabVIEW开发平台进行了模块化串口控制软件的开发。

采用模块化编程可以简化程序框图的框架体系，而且各功能模块分别调试，也有利于提高编程效率。

主程序框图由串口控制模块、字符串转换模块、文件存储模块等组成，如所示。以串行控制模块为基础，根据需要编制了字符串转换模块、波长－应变－温度值转换模块、初始波长获取模块等。

串口通信模块是仪器自动测试控制软件中最关键、最核心的子模块，是联系硬件仪器设备和计算机的纽带。实现从一台串行仪器中读取测量值的基本过程如4所示。在虚拟仪器软件程序中通过初始化串口可以使仪器处于remote状态，当仪器处于remote状态时，通过仪器面板上local键可以使仪器返回本地状态。

在串口通信模块的基础上，可根据实际应用的需要设定不同的测量模式以满足不同情况下的测试需求：

（1）手动控制每次测量的进行。此测量模式适合于需要对待测结构进行临时单次测量、或在某特定条件下要获取结构状态的情况。

（2）按一定的时间间隔执行指定的循环次数，程序主体可采用for循环结构，完成指定的循环次数N后自动停止。此测量模式与一定的触发条件相结合，可以实现对结构的定时检测功能。

（3）按一定时间间隔持续循环测量，程序的主体采用While循环结构。此测量模式适用于需要连续获取被测物理量变化的情况。

在实验室中，由于被测物理量的变化通常是在人为控制下改变的，因此常采用是手动控制测量模式；在实际的工程应用中，被测物理量的变化是未知的，一般想要获得的是被测物理量随时间的变化情况或在某一工况下的变化情况，因此较适合采用按一定时间间隔循环测量方式或触发测量方式。根据实际需要的繁简，选择相应功能的子模块中进行组合，以满足具体测试要求。

3基于虚拟仪器的光栅温度自动测试系统

利用所开发的多波长计串行控制系统在实验室进行了测试，试验系统如所示。因为采用恒温箱进行温度试验，升温和保温所需的时间不是严格固定的，采用手动控制测量模式。将3个串联的光纤光栅传感器置于密封保温箱中，恒温箱自动根据数显调节仪的设定温度控制加热和保温过程。待达到设定温度并保温一定时间后执行一次测量过程。

测量结果文件每行测量结果包括进行测量的日期、时间，峰值波长个数及各个返回峰值波长值。可见利用开发的串口仪器控制系统进行测试，避免了需要手动记录每次测量结果的繁琐，给测量结果的自动记录和分析带来了很大便利。

4结论

本文的创新点在于，程序开发过程中采用了可编程仪器标准命令SCPI和与接口类型无关的VISA函数，使得该测控软件能够在多种环境中移植，对同类仪器具有广泛的适用性。开发的虚拟仪器串行控制自动测试系统利用计算机增强和扩展了传统仪器的功能，解决了传统测量仪器难以进行自动测量、自动存储有关数据并在需要时调出，以及对测量结果的实时分析处理等问题。该研究对有助于在实际的特定工作中开发、扩展原有仪器性能，通过软硬件的配合突破传统仪器在数据处理、显示、传送、存储等方面的限制，能根据需要灵活控制测试过程，更好的满足实际应用的需要。http://www.grainyq.com