1金屬薄膜的磁電阻效應（GMR）由於具有靈敏度高、可靠性好等其它磁敏元器件所不具備的一係列優點，得到國內外的廣泛重視。目前在國外利用GMR效應製作的磁傳感器已經用於磁頭、汽車測速、非接觸開關等領域。近些年又發現了GMI（磁阻抗）效應
，其性能比GMR更優異。我校物理係磁光實驗室（校重點實驗室）正在這方麵進行深入的研究。其中該薄膜樣片的特性測量尤為重要，以下就是基於LABVIEW構建的該薄膜片的GMR自動測試係統。

2係統硬、軟件介紹

2.1基於GPIB總線的虛擬儀器硬件

由於計算機內部采用與GPIB總線完全不同標準的總線，為使計算機作為GPIB係統控製器，必須在計算機的擴展槽上插一塊與GPIB總線相連的接口卡，本文采用的是美國NI公司的AT－GPIB／TNT型GPIB接口卡。PC機利用此接口卡，通過GPIB總線電纜與GPIB儀器相連，在軟件的支持下成為一台完善的GPIB係統控製器。本係統接兩台Keithley2000數字萬用表（帶GPIB接口）。除外，係統還有一對亥姆霍茲線圈、掃描電源（幅值在正負20V呈低頻線性變化）、恒流源、四針精密探頭（測試樣品的夾具）。

2.2LabVIEW

LabVIEW是一種圖形化的編程語言，主要用來開發數據采集、儀器控製及數據處理分析等軟件，功能強大。目前，該開發軟件在國際測試、測控行業比較流行，在國內的測控領域也得到廣泛應用。

采用美國NI公司的LABVIEW的圖形化編程語言作為開發平台
，可以通過三種方式對GPIB儀器進行控製：

（1）用GPIB程序庫實現控製

在InstrumentI／O功能子模板下有許多GPIB函數，GPIB488－2子模板下有許多GPIB通訊功能子程序模塊，這些模塊在工作平台上可以調用低層的488－2驅動軟件。

（2）利用儀器驅動程序進行控製

LABVIEW提供世界50多家知名廠家的600多種GPIB儀器

、VXI儀(yi)器(qi)以(yi)及(ji)串(chuan)行(xing)口(kou)儀(yi)器(qi)的(de)驅(qu)動(dong)程(cheng)序(xu)。僅(jin)僅(jin)擁(yong)有(you)控(kong)製(zhi)單(dan)台(tai)儀(yi)器(qi)的(de)軟(ruan)件(jian)
，意(yi)義(yi)並(bing)不(bu)大(da)

，其(qi)真(zhen)正(zheng)意(yi)義(yi)在(zai)於(yu)可(ke)以(yi)把(ba)儀(yi)器(qi)驅(qu)動(dong)程(cheng)序(xu)作(zuo)為(wei)子(zi)程(cheng)序(xu)調(tiao)用(yong)。這(zhe)樣(yang)利(li)用(yong)儀(yi)器(qi)驅(qu)動(dong)程(cheng)序(xu)庫(ku)
，很(hen)方(fang)便(bian)的(de)實(shi)現(xian)對(dui)GPIB儀器的控製。

（3）利用VISA庫實現控製

VISA，實質是一個I／O接口軟件庫及其規範的總稱，它包含了GPIB儀器
、VXI儀器、RS232儀器等各類儀器的控製操作。

所有的VISA功能模塊都包含在InstrumentI／O功能模塊的VISA子模塊中，其中VISAOPEN模塊用於與指定的設備建立通訊；VISAWRITE模塊把寫緩衝其中的字符串寫入指定的設備
；VISAREAD模塊讀取製定設備的數據；VISACLOSE模塊關閉製定設備的通訊過程
，釋放係統資源。本係統采用GPIB程序庫實現對GPIB儀器控製。

3測試係統組成及原理

基於GPIB總線的虛擬儀器係統組成原則

，我們建立了一套H——R曲線虛擬儀器測試係統，計算機通過GPIB接口卡及兩個Keithley2000六位半數字電壓表對測試對象進行實時測試。樣片阻抗測量采用四端口測量法。兩根電流引線接1mA恒流源，另兩根電壓引線接Keithley2000數shu字zi電dian壓ya表biao，由you於yu電dian壓ya測ce量liang回hui路lu的de高gao輸shu入ru阻zu抗kang特te性xing，吸xi取qu的de電dian流liu極ji小xiao，因yin此ci能neng夠gou避bi免mian引yin線xian及ji接jie點dian電dian阻zu給gei測ce量liang帶dai來lai的de影ying響xiang。樣yang片pian所suo在zai磁ci場chang的de磁ci場chang的de磁ci場chang強qiang度du時shi通tong過guo擬ni合he曲qu線xianB＝f（U／R）得到的
，其中U為對亥姆霍茲線圈所加的電壓，R為線圈電阻，B為線圈在不同電壓下的磁場強度。

3.1係統測試硬件結構圖為：

本測試係統要研究的是樣品在連續線性變化的磁場中所呈現的阻值的變化特性，即數字表1的測量值（經過處理為樣品阻值）隨數字表2的測量值（通過擬合曲線得到磁場強度）的變化情況，因此選擇XY波形記錄控件來顯示測量結果。

要完成虛擬儀器的測試功能
，軟件的設計是關鍵。基於LABVIEW的虛擬儀器測試軟件設計包括前麵板的設計及後台圖形化控製程序的設計。前麵板是圖形化用戶界麵
，模擬真實儀器，由控製、指示和修飾等部分組成。用戶可以使用各種圖標，如按鈕
、開關
、XY波形記錄控件等等，設置輸入數值和觀察輸出量。

3.2測試係統的前麵板設計

LabVIEW通過“所見即所得”的可視化技術建立起友好的人機界麵


，針對測試和過程控製領域，提供了大量的控製對象。本係統儀器控製前麵板如圖1所示，主要控製對象包含有：GPIBAddress：過設置地址來控製指定的GPIB儀器功能：數字表的測量功能，包括直流電流、交流電流、直流電壓
、交流電壓、兩線電阻，四線電阻某一點求平均值的個數N1：對N1個數取平均得到繪圖時的一個元素N毫秒采集一個有效點：采樣時間間隔取點數N：采集夠N個元素後繪圖Charthistorysize：XY波形記錄的最大緩存字節數write：點擊啟動測試主要顯示對象：XYchart：H——－R曲線圖STOP：點擊則停止采樣開始將H——－R曲線數據以文本文件形式保存到可以選擇的路徑下

3.3對應前麵板的後台程序如下（圖形化語言）：該框圖充分利用了循環、順序和條件等程序控製的結構框架，靈活處理了各模塊間的連接，另外
，全局變量及局部變量的運用也使前麵板簡潔了許多。框圖中為XY波形記錄建立的緩存Charthistorysize采用SubVI的形式也充分體現了LABVIEW的模塊化編程思想。

啟動測試後，有效數據顯示在XY波形圖上
，若對測試效果滿意
，按下STOP按鈕停止測量，當彈出文件保存對話框時
，輸入文件名及保存地址保存數據以便後處理。文件保存後，測量繼續。

框圖程序與係統硬件一起組成一個完整的虛擬儀器測試係統，充分體現了“軟件就是儀器”的思想。

4結論

本文基於GPIB總線技術，計算機通過GPIB接口卡控製帶有GPIB總線接口的數字電壓表，在Labview環境下完成了虛擬儀器前麵板以及後台框圖程序的設計，建立了一套H―R曲線虛擬儀器測試係統。經實際使用證明，該係統工作可靠
，測量準確，與用傳統語言編寫的軟件相比，界麵簡潔、清晰。這也充分體現了LABVIEW在自動測試領域的優勢及輝煌的前景，尤其為巨磁電阻的特性測量提供了更直觀更便捷的測試平台。中國糧油儀器網 http://98fo.cn/