0 引言
HP34401数字万用表的控制命令流也遵循 SCPI命令格式 ,Namisoft依据仪器使用的设置步骤,发送正确的命令流 ,并对返回状态及测量数据信息进行处理,就可以实现数字多用表的自动化测量。
1 Namisoft NS-Multimeter 通信接口的设置
HP34401数字多用表附带了 RS232和 GPIB两个硬件通信接口,进入目录菜单中的 INTERFACE选项,选择 GPIB/488或者 RS一232;如果选用 GPIB接 口,需要设置 GPIB设备的接口地址,可设定范围是 0至 3l,3l为“只 讲”模式不便于远程交互控制 ,一般采用出厂默认值 22; 如果选用 RS一232接 口,需要设置波特率及和奇偶校验 数据位 ,也可以采用 多用表 的出厂默认设置。RS一232 串口连接 PC机的模式较为常见 ,上位机应用 windows附 带的超级终端或者串口调试助手等第三方控件来进行调试开发 ;GPIB接 口连接可选用 GPIB—USB或者 GPIB一 232转换线实现 PC机的连接,上位机调试需要转换卡附 带的调试工具,开发时也需调用附带的 gpib32.du动态链接库。
2 SCPI语言
SCPI(可程控仪器用的标准语言)是一种为测试和测量仪器而设计的基于ASCII的命令语言,通用的操作命令格式简洁清晰。进入目录菜单中的 LANGUAGE选项,HP34401数字多用表提供了有三种仪器控制语言,包括:SCPI、Agilent3478A和 Fluke8840A,选择 SCPI语言。SCPI命令流不区分大小写 ,两个可以混合使用,如电压的写法VOLTAGE、Volt、volt都是可以接受的。通常的写法是用大写字母指出命令中的缩写拼读,采用冒号来区分树型高低层次 ,min和 rnax分别代替设置参数 的有效最小值和最大值 ,“\n”或“\r\n”作为命令流的字符终止标志位。在控制 HP34401数字多用表之前 ,需要进行型号确认和仪器初始化操作。
发送 *IDN?//查询仪器型号
返回 HEWLETT—PACKARD,34401A,0,10—5—2
字符串中包含“34401A”由此可以确认**作仪器型号正确 ,可以进行后续控制 ,以免出现误操作。此命令常作为初始化检测命令 ,由此判断通信硬件连接是否正常 ,在多仪器控制平台下,根据返 回仪器信息来选择不同的 SCPI控制命令流。
发送 *CLS//清除状态位
无返回字符串,该命令用于清除仪器的当前状态标志位 ,清除 Error告警提示。
发送 Syst:Remote//查询测量功能
无返回字符串,使 I-IP34401处于远程控制状态
发送 FUNC?//查询仪器型号
返回 “VOLT”//返回当前仪器设置的测量功能
发送 *Esr?//查询仪器型号
返回 +0//返回当前仪器的错误告警值,0表示无错误 ,非 0值表示存在错误告警提示。
3 Namisoft NS-Multimeter 远程控制命令流
HP34401数字多用表的远程控制测量步骤包括 :
(1)复位数字多用表
发送 *RST
复位操作之后,仪表恢复设备的出厂设置,AC滤波器为 20Hz的中速滤波器,启用自动调零功能,进入到DC 电压测量功能,输入测量电阻为10MI2,积分时间10PLCS,自动切换量程状态,5位半慢速的测量分辨率,每次触发采用数为1个,自动延迟触发,启用蜂鸣器 。
(2)清除状态标志位
发送 *CLS
应用 SCPI语言 的测量 仪器通常有 :状态字节寄存器、标准事件寄存器和质疑数据寄存器,这三个寄存器组来记录仪器 的运行状态。运行 *CLS命令后就可以清除仪器的状态信息位,使仪器处于新的测量准备状态。
(3)设置测量功能
发送 :Sens:Func”Volt:DC”
HP34401数字多用表具备多种测量功能,”Volt:DC”表示仪表进行 DC电压测量,其它的测量功能设置命令以此类推 ,”Curt:DC”表示仪表进行 DC电流测量 ,”Volt:AC”表示仪表进行 AC电压测量 ,Curr:AC"表示仪表进行AC电流测量 ,”Res”表示仪表进行 两线制 的电阻测量 ,”Fres表示仪表进行四线制的电阻测量,”Freq"表示仪表进行频率测量。
(4)设置测量量程
发送 :Sens:Volt:DC:Range:AutoON仪器在电源开启和远程控制复位之后,就自动设置为自动切换量程状态,自动量程功能的阈值为:下限量程 <该量程的 10%,上限量程 >该量程的 120%,当输人信号大于目前的可测量值时,会提示超载。为了保证进行远程控制测量的准确性,需重复发送此命令来确保正确的测量量程。
(5)设置测量分辨率
发送 :Sem:Volt:DC:NPLC10
HP34401数字多用表在开机和复位之后,除了连续性和二极管测量功能是固定的 4位半分辨率之外,其它测试功能都是默认 5位半的分辨率。仪器的测量分辨率与设置的NPLC积分时间有着密切的关系,NPLC为 lO为6位半分辨率 ,为 O.2为 5位半分辨率 ,为 0.02为 4位半分辨率 。
(6)设置测量触发模式
发送 Trigger:SourceImmediate
数字多用表的触发测量系统包括自动触发、外部触发和总线触发。每次触发都可以读取多重读数,并且每个读数之前都可以插入一段延迟时间。通常多用表每收到一个触发信号就会读取一个读数。
(7)读取测量数据值
发送 READ?
返回 +1.07637910E+02
读取命令将触发系统的状态 ,从“闲置”状态变为“等待触发”状态。输出的数据信息字符串格式为:
SD.DDDDDDDDDESDD ’
其中,s为正负号 ,D为数值数字,E为指数
屡顺多用表的测量控制命令流之后 ,将上述设置依次填写到第三方 RS一232串口控件或 GPIB链接库的发送内容中,设计出了如图l所示的上位机控制软件 。

图 1 上 位 机 界面 图
4 结束语
Namisoft NS-Multimeter 通过 RS一232串口或GPIB接口可以实现同HP34401数字多用表的通信连接,应用设计出的远程测量控制软件发送 SCPI命令流就可以实现数字多用表的自动测量。经测试,该软件快捷准确的完成了多用表的自动测量任务,大大提高了操作效率和数据准确率,达到了预期的设计效果。
HP34401数字万用表的控制命令流也遵循 SCPI命令格式 ,Namisoft依据仪器使用的设置步骤,发送正确的命令流 ,并对返回状态及测量数据信息进行处理,就可以实现数字多用表的自动化测量。
1 Namisoft NS-Multimeter 通信接口的设置
HP34401数字多用表附带了 RS232和 GPIB两个硬件通信接口,进入目录菜单中的 INTERFACE选项,选择 GPIB/488或者 RS一232;如果选用 GPIB接 口,需要设置 GPIB设备的接口地址,可设定范围是 0至 3l,3l为“只 讲”模式不便于远程交互控制 ,一般采用出厂默认值 22; 如果选用 RS一232接 口,需要设置波特率及和奇偶校验 数据位 ,也可以采用 多用表 的出厂默认设置。RS一232 串口连接 PC机的模式较为常见 ,上位机应用 windows附 带的超级终端或者串口调试助手等第三方控件来进行调试开发 ;GPIB接 口连接可选用 GPIB—USB或者 GPIB一 232转换线实现 PC机的连接,上位机调试需要转换卡附 带的调试工具,开发时也需调用附带的 gpib32.du动态链接库。
2 SCPI语言
SCPI(可程控仪器用的标准语言)是一种为测试和测量仪器而设计的基于ASCII的命令语言,通用的操作命令格式简洁清晰。进入目录菜单中的 LANGUAGE选项,HP34401数字多用表提供了有三种仪器控制语言,包括:SCPI、Agilent3478A和 Fluke8840A,选择 SCPI语言。SCPI命令流不区分大小写 ,两个可以混合使用,如电压的写法VOLTAGE、Volt、volt都是可以接受的。通常的写法是用大写字母指出命令中的缩写拼读,采用冒号来区分树型高低层次 ,min和 rnax分别代替设置参数 的有效最小值和最大值 ,“\n”或“\r\n”作为命令流的字符终止标志位。在控制 HP34401数字多用表之前 ,需要进行型号确认和仪器初始化操作。
发送 *IDN?//查询仪器型号
返回 HEWLETT—PACKARD,34401A,0,10—5—2
字符串中包含“34401A”由此可以确认**作仪器型号正确 ,可以进行后续控制 ,以免出现误操作。此命令常作为初始化检测命令 ,由此判断通信硬件连接是否正常 ,在多仪器控制平台下,根据返 回仪器信息来选择不同的 SCPI控制命令流。
发送 *CLS//清除状态位
无返回字符串,该命令用于清除仪器的当前状态标志位 ,清除 Error告警提示。
发送 Syst:Remote//查询测量功能
无返回字符串,使 I-IP34401处于远程控制状态
发送 FUNC?//查询仪器型号
返回 “VOLT”//返回当前仪器设置的测量功能
发送 *Esr?//查询仪器型号
返回 +0//返回当前仪器的错误告警值,0表示无错误 ,非 0值表示存在错误告警提示。
3 Namisoft NS-Multimeter 远程控制命令流
HP34401数字多用表的远程控制测量步骤包括 :
(1)复位数字多用表
发送 *RST
复位操作之后,仪表恢复设备的出厂设置,AC滤波器为 20Hz的中速滤波器,启用自动调零功能,进入到DC 电压测量功能,输入测量电阻为10MI2,积分时间10PLCS,自动切换量程状态,5位半慢速的测量分辨率,每次触发采用数为1个,自动延迟触发,启用蜂鸣器 。
(2)清除状态标志位
发送 *CLS
应用 SCPI语言 的测量 仪器通常有 :状态字节寄存器、标准事件寄存器和质疑数据寄存器,这三个寄存器组来记录仪器 的运行状态。运行 *CLS命令后就可以清除仪器的状态信息位,使仪器处于新的测量准备状态。
(3)设置测量功能
发送 :Sens:Func”Volt:DC”
HP34401数字多用表具备多种测量功能,”Volt:DC”表示仪表进行 DC电压测量,其它的测量功能设置命令以此类推 ,”Curt:DC”表示仪表进行 DC电流测量 ,”Volt:AC”表示仪表进行 AC电压测量 ,Curr:AC"表示仪表进行AC电流测量 ,”Res”表示仪表进行 两线制 的电阻测量 ,”Fres表示仪表进行四线制的电阻测量,”Freq"表示仪表进行频率测量。
(4)设置测量量程
发送 :Sens:Volt:DC:Range:AutoON仪器在电源开启和远程控制复位之后,就自动设置为自动切换量程状态,自动量程功能的阈值为:下限量程 <该量程的 10%,上限量程 >该量程的 120%,当输人信号大于目前的可测量值时,会提示超载。为了保证进行远程控制测量的准确性,需重复发送此命令来确保正确的测量量程。
(5)设置测量分辨率
发送 :Sem:Volt:DC:NPLC10
HP34401数字多用表在开机和复位之后,除了连续性和二极管测量功能是固定的 4位半分辨率之外,其它测试功能都是默认 5位半的分辨率。仪器的测量分辨率与设置的NPLC积分时间有着密切的关系,NPLC为 lO为6位半分辨率 ,为 O.2为 5位半分辨率 ,为 0.02为 4位半分辨率 。
(6)设置测量触发模式
发送 Trigger:SourceImmediate
数字多用表的触发测量系统包括自动触发、外部触发和总线触发。每次触发都可以读取多重读数,并且每个读数之前都可以插入一段延迟时间。通常多用表每收到一个触发信号就会读取一个读数。
(7)读取测量数据值
发送 READ?
返回 +1.07637910E+02
读取命令将触发系统的状态 ,从“闲置”状态变为“等待触发”状态。输出的数据信息字符串格式为:
SD.DDDDDDDDDESDD ’
其中,s为正负号 ,D为数值数字,E为指数
屡顺多用表的测量控制命令流之后 ,将上述设置依次填写到第三方 RS一232串口控件或 GPIB链接库的发送内容中,设计出了如图l所示的上位机控制软件 。

图 1 上 位 机 界面 图
4 结束语
Namisoft NS-Multimeter 通过 RS一232串口或GPIB接口可以实现同HP34401数字多用表的通信连接,应用设计出的远程测量控制软件发送 SCPI命令流就可以实现数字多用表的自动测量。经测试,该软件快捷准确的完成了多用表的自动测量任务,大大提高了操作效率和数据准确率,达到了预期的设计效果。