笔者结合公司实际情况，利用NILabVIEW平台，开发了一套基于虚拟仪器软件结构（VISA）技术的函数发生器自动校准系统。
1.系统概述
函数发生器自动校准系统依据JJG840-2015《函数发生器检定规程》和函数发生器服务手册进行设计，分为硬件部分和软件部分，可用于开展自检、频率准确度、正弦波幅值准确度、直流偏置准确度、交流平坦度、升降时间、占空比等指标的校准。硬件部分主要由计算机、通信接口、被校准设备（函数发生器）、计量标准设备（频率计数器53230A、数字多用表3458A、功率计NRP2、示波器MDO3104）和打印机5大部分组成。其中除了MDO3104采用LAN接口通信，其余仪器均采用GPIB-USB与计算机通信。硬件架构如图1所示。
软件部分主要基于NILabVIEW图形化编程语言的平台开发，分为用户使用界面和后台程序界面。用户使用界面可录入被检仪器信息，同时可直观查看标准设备的基本信息，进行操作测试控制，并查看实时测量结果；后台程序界面包含与用户界面一一对应的输入控件和显示控件、程序数据流控制、仪器控制、数据采集与处理、报告生成等模块。利用循环模块和状态机对程序运行顺序进行控制，利用VISA指令对仪器进行设置及测量结果读取，利用统计功能对测量结果进行数据处理，利用报表生成工具包自动生成校准报告。
2.函数发生器自动校准系统
2.1 校准功能
函数发生器自动校准系统主要完成函数发生器的日常校准测试任务，校准项目为：（1）自检功能测试；（2）频率准确度测试；（3）正弦波幅值准确度测试；（4）直流偏置准确度测试；（5）交流平坦度测试；（6）升降时间测试；（7）占空比测试。系统以计算机为中心，通过通信接口卡GPIB与标准设备和被测设备连接，控制被测设备输出设定的信号，读取标准设备的测试值，通过相关数据库将测量结果写入指定的Excel报告模板，自动生成校准报告。
2.2 测试软件结构
函数发生器自动校准系统基于LabVIEW2018软件平台开发，测试软件结构如图2所示。
2.3 函数发生器自动校准子程序
以正弦波输出幅度校准子程序为例：台式万用表3458A作为标准仪器，通过通信接口卡GPIB将计算机、函数发生器AGF3022B、3458A相连。通信成功后，LabVIEW可以自动识别GPIB设备，通过编写函数发生器、3458A的特定指令，就可以对该设备进行仪器的自动控制。正弦波输出幅度校准子程序分为7个步骤，如图3所示。
如果在LabVIEW中不使用子VI，需要把所有代码都写在主函数里，程序框图太大，布局十分不方便，可读性差，几乎不可能构建大的程序。因此，可把程序分割为多个小的模块来实现，这些小的模块就是子VI，这样使得LabVIEW程序易于调试和维护。以正弦波输出幅度校准子VI为例：首先新建一个空白VI，编辑好仪器的控制程序，确定程序的输入输出接口；然后将输入输出端口与连接端子一一匹配，编辑VI图标后保存该VI，下次使用直接调用该子VI即可，而不需要重新编写复杂的仪器控制程序。
2.4 数据处理及不确定度计算
通过在自动测量程序中加入一些数理统计函数，就可以很快完成这些复杂的数据处理。有些仪器的驱动程序自带数据统计计算功能，直接调用即可。在Excel表格中加入IF函数，即可将测量结果与最大允差进行比较，判定测量结果是否合格；在Excel表格中加入SQRT函数,即可计算得到扩展不确定度。
2.5 报告自动生成
利用LabVIEW的“创建报表”和“添加表格至报表”程序可将测量结果写入指定的Excel报告模板，自动生成报告。具体过程为：（1）在Excel中编制好证书的原始模板，然后另存为模板；（2）在LabVIEW中添加“创建报表”程序，设置报表类型Excel，将模板地址映射到制作好的证书模板；（3）创建“添加表格至报表”程序，添加报表文本，并为报表文本设置好指定的写入行或列地址。自动生成校准证书的示例程序如图4所示。
3.结束语
利用模块化编程语言LabVIEW与仪器VISA技术，通过GPIB通用接口总线组建的函数发生器自动校准系统结构简单、扩展性强、通信响应速度快，系统运行稳定，数据存储、报表打印等功能均能较好地实现，完全实现了仪器的自动控制。该校准系统使用方便，校准时间缩短至半小时，具有广泛的推广应用价值。此外，该系统预留了扩展空间，在校准不同型号的函数发生器时，可修改软件，实现不同型号函数发生器的自动校准。该校准系统的开发经验和应用，为后续开发示波器、频率计等具备通信接口的测量设备的自动校准提供了思路，为搭建智能化实验室奠定了基础。