0引言

一般電源穩(wěn)定度的測(cè)試有眾多方法。在220kV場(chǎng)發(fā)射槍透射電子顯微鏡的研制過(guò)程中，其線圈恒流電源的穩(wěn)定度要求甚高，特別是物鏡線圈恒流電源，其線圈電流穩(wěn)定度達(dá)到2ppm/min.這就迫切要搭建一套可靠，方便和高效的電源穩(wěn)定度測(cè)試系統(tǒng)來(lái)開(kāi)展工作。目前，高穩(wěn)定度測(cè)試系統(tǒng)常采用記錄儀方法，但其操作不方便，精度不高。

根據(jù)項(xiàng)目工作要，作者開(kāi)發(fā)了實(shí)用化的基于Lab-VIEW虛擬平臺(tái)的線圈電源高穩(wěn)定度的在線自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。本文以物鏡線圈電源電流穩(wěn)定度測(cè)試為例，介紹該系統(tǒng)的組成，測(cè)量原理及軟件編程實(shí)現(xiàn)，并給出數(shù)據(jù)處理方法及測(cè)量結(jié)果。

1測(cè)試系統(tǒng)硬件組成及原理

1.1系統(tǒng)組成

該測(cè)試系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖1所示，線圈電源給線圈與采樣電阻R供應(yīng)電流，8位半數(shù)字多用表采集采樣電阻R上的電壓信號(hào)，電壓數(shù)字化數(shù)據(jù)經(jīng)GBIB接口連線輸入到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理并實(shí)時(shí)顯示。

本系統(tǒng)數(shù)字多用表采用Agilent公司3458A多用數(shù)字多用表。3458A直流電壓檔具體特性為：最高8.5位（28位A/D）分辨率，最高靈敏度10nV;0.6ppm/24h精度，8ppm/年電壓基準(zhǔn)電壓穩(wěn)定度。線圈電源穩(wěn)定度最高為物鏡線圈電源，要求線圈電流穩(wěn)定度為2ppm/min，因此3458A數(shù)字多用表可以滿足要求。

該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集過(guò)程為：數(shù)字多用表3458A具有標(biāo)準(zhǔn)的GpIB接口，通過(guò)82357B模塊轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的USB接口，這樣就可以方便地與計(jì)算機(jī)連接。

1.2穩(wěn)定度測(cè)試方法

根據(jù)國(guó)標(biāo)《JB/T9352-1999，透射電子顯微鏡試驗(yàn)方法》，線圈電源穩(wěn)定度的含義為在一按時(shí)間內(nèi)采樣電壓變化量與該時(shí)間電壓平均值的比值。在上面的系統(tǒng)組成圖中，采樣電阻為非常穩(wěn)定的金屬膜電阻，且置于恒溫油箱中，因此采樣電阻的電壓可以真實(shí)反映線圈電源的狀況。

測(cè)試過(guò)程是：讓線圈電源穩(wěn)定工作一段時(shí)間，持續(xù)記錄采樣電壓，然后從中取出持續(xù)記錄10min比較穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，以每1min為一計(jì)算區(qū)間，10min共10個(gè)區(qū)間，計(jì)算每個(gè)區(qū)間的取樣電壓變化量，然后求10個(gè)區(qū)間的電壓變化量的算術(shù)平均值，具體可按式（1）計(jì)算線圈電源的分鐘電壓穩(wěn)定度：

式中：Sa為1min電壓穩(wěn)定度；ΔVSV為每分鐘取樣電壓變化量的10次算術(shù)平均值；VSV為取樣電壓的標(biāo)稱值。

2系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)在虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)LabVIEW8.5環(huán)境下開(kāi)發(fā)，編寫(xiě)的程序完成的重要功能有：配置3458A數(shù)字電壓表，從電壓表內(nèi)讀取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)圖形顯示，數(shù)據(jù)的文件存儲(chǔ)等功能。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為。txt文件格式，事后可以用軟件Excel進(jìn)行相關(guān)處理。程序流程簡(jiǎn)圖如圖2所示。