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论文以“免基准频率远程校准系统的机理研究”为题,重点分析免基准校准机理以及免基准远程校准系统的设计和软硬件实现,对新型远程校准模式发展具有重要的学术价值和实际意义。研究内容得到了广东省科技计划项目(20078030803001)和教育部新世纪优秀人才支持计划项目(No.NCET-08-0211)的资助。
论文对远程校准技术和频率比对技术的国内外研究进展进行分析,针对目前远程校准特点,从高准确度基准源获取和频率信号有效比对方法两个角度出发,阐明了本课题的研究意义,提出了免基准远程校准模型,并设计出基于相位法频率比对方法,同时设计出基于LabVIEW测控平台的远程校准监控软件以及校准结果实时数据库。
主要内容包括:
①系统深入分析传统送检方式和远程校准体系特点,提出远程校准中“便捷式”标准在传递中影响校准准确度问题的解决方法,重点探索免基准远程校准模型。
②分析免基准远程校准工作机理以及具体的方法设计,根据系统的总体功能要求进行系统规划并阐述具体设计步骤,同时对系统的具体工作流程进行详细分析。
③立足目前远程校准的发展趋势和亟待解决的问题,分析了免基准远程校准系统的功能需求,提出了由C8051F120、M12MT以及TDC-GP2为核心的底层硬件系统,以C8051F120为系统核心,通过对其灵活丰富内部资源进行配置来设计多通信接口,实现其同时与其他硬件模块以及上位机监控软件的数据通信。灵活采用高精度时间数字转换芯片与单片机内部计数器相结合,提出基于相位法频率比对方法及具体实现过程。
④在LabVIEW测控平台基础上,通过调用第三方MSCOMM控件和免费数据库访问工具包LabSQL,建立监控软件与控制器的串口通信,并实现校准数据库的实时数据交互,最后通过LabVIEW远程访问功能,将监控软件嵌入到网页中,通过浏览器访问实现系统的远程实时监控,从而建立免基准频率远程校准系统,并成功通过各功能模块以及整体平台的实验。
结果表明,实验过程和结果基本符合系统预期的设计要求和使用目的,频率校准具有较高的准确度,系统工作稳定以及通用性好的特点。