模拟I/O模块是自动化测试系统中的重要组成部分,在实际应用中,受硬件本身限制和复杂工作环境的影响,模拟I/O模块的工作性能会有所下降,必须进行校准。目前针对模拟I/O模块搭建的校准系统受模块接口类型的不同而有所区别,需要人工参与较多,存在专用性强、功能单一、操作繁琐等缺点。因此,本课题针对上述问题,基于现场校准的需求和VME总线测试系统高可靠性、模块化的特点,研究模拟I/O模块的通用VME总线校准系统设计,实现自动程控标准设备、自动校准、误差分析、可视化交互和生成校准报表等功能,对于缩短校准时间,提高模拟I/O模块的工作精度,保证测试系统的可靠性具有重要的意义。本文在充分分析了校准系统的需求后,通过对模拟I/O模块的误差来源进行分析,选择最小二乘拟合方法作为校准模型,并对校准过程中相关参数的计算进行了理论推导。基于实验室现有的标准设备和VME测试系统,提出了校准系统的硬件方案和软件方案。硬件系统由VME嵌入式计算机、VME机箱、标准仪器设备、待校准模块、VME校准载板和仪器接口总线等组成,其中VME校准载板是硬件设计的核心,通过选用FPGA编写Verilog HDL实现VME总线接口分别与M模块总线接口和本地总线接口的接口转换。校准软件以嵌入式Linux为平台,采用Qt作为开发工具,基于Qt直观、强大的API和在图形用户界面开发领域的优势,采用分层模块化和面向对象的设计思想,设计开发了能够实现仪器和模块控制、原始数据采集、自动校准处理、校准参数回写、生成校准报告、校准界面可视化交互等功能的校准软件。通过采用仪器接口总线技术以及网络、串口编程技术,实现对标准设备的自动控制;采用多线程技术实现原始数据采集和数据处理,并保存校准处理参数;校准结束后,通过生成校准报告用于指导后续工作;校准界面用于实现友好人机交互,显示校准结果和状态信息。最后,搭建校准测试环境对校准软件进行功能测试并对模拟I/O模块进行校准测试。测试结果表明,校准软件功能完善,校准界面简洁、美观、人机交互友好,校准系统能够对具有M模块接口或本地总线接口的四类待校模块实现通用自动化校准,校准效率高,校准结果可靠,经过校准的模块满足精度指标要求。