基于C++和SQL的流速標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定軟件設(shè)計(jì)

張 龍1, ，葉 松1，張繼軍，張寶國，張東亮

(1.國防科技大學(xué) 氣象海洋學(xué)院，南京 211101; 2.西北核技術(shù)研究所，西安 710024)

0 引言

在水文觀測領(lǐng)域中，流速是基本的觀測要素之一。準(zhǔn)確測量流速有助于了解水資源的時(shí)空分布規(guī)律，為合理開發(fā)和利用水資源提供重要依據(jù)。因此，流速測量已經(jīng)成為氣象、水文等多個(gè)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)[1-2]。

在現(xiàn)有的眾多流速測量儀器中，轉(zhuǎn)子式流速儀表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)簡單、使用方便等一系列突出優(yōu)勢，因而深受水文工作者的青睞，已廣泛應(yīng)用于水文觀測的多個(gè)領(lǐng)域。為保證該型流速儀測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和一致性，國內(nèi)外均已建立起基于直線靜水水槽和檢定車的流速檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置，然而該系統(tǒng)體積龐大，建造及維護(hù)成本高，且可用設(shè)備數(shù)量較少，導(dǎo)致目前轉(zhuǎn)子式流速儀的計(jì)量檢定工作效率較低且費(fèi)用較高?；谏鲜鲈?，本文提出研制一套基于環(huán)形水槽的小型輕便式流速標(biāo)準(zhǔn)裝置，為轉(zhuǎn)子式流速測量設(shè)備提供計(jì)量保障。

檢定軟件是標(biāo)準(zhǔn)裝置測控系統(tǒng)的重要組成部分，主要用于完成裝置的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控及檢定數(shù)據(jù)管理。本文在充分研究檢定軟件的功能需求和設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，運(yùn)用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法和多層架構(gòu)模型完成了標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定軟件的設(shè)計(jì)。軟件具體的功能模塊由C++程序設(shè)計(jì)語言實(shí)現(xiàn)，檢定數(shù)據(jù)管理由SQL Server數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)。測試結(jié)果表明，檢定軟件既能夠?qū)崿F(xiàn)期望的功能性需求，又具備實(shí)用性、可靠性、擴(kuò)展性等非功能性需求，從而有效提高了流速標(biāo)準(zhǔn)裝置的自動(dòng)化程度。

1 環(huán)形流速標(biāo)準(zhǔn)裝置

1.1 標(biāo)準(zhǔn)裝置技術(shù)指標(biāo)

本文所述的基于環(huán)形水槽的流速標(biāo)準(zhǔn)裝置充分借鑒了原有直線靜水水槽檢定設(shè)備的設(shè)計(jì)思路，同時(shí)在裝置體積、重量、使用靈活性、建造及維護(hù)成本等方面體現(xiàn)出更優(yōu)的性能，可用作小型轉(zhuǎn)子式流速儀的計(jì)量檢定設(shè)備。裝置以絕對值編碼器作為角度測量標(biāo)準(zhǔn)器，以激光測距儀作為長度測量標(biāo)準(zhǔn)器，在FPGA和上位機(jī)檢定軟件的協(xié)同配合下實(shí)現(xiàn)對人員信息、儀器信息、檢定流程、檢定數(shù)據(jù)等對象的全面監(jiān)控與管理，有效提高了裝置的自動(dòng)化和信息化程度。

根據(jù)小型輕便的設(shè)計(jì)理念和量值傳遞的相關(guān)要求，標(biāo)準(zhǔn)裝置需實(shí)現(xiàn)的技術(shù)參數(shù)如下：檢定速度范圍為0.1～4.5 m/s，擴(kuò)展不確定度為0.01 m/s，在最高檢定速度下，被檢儀器的勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間不少于3 s，裝置總重量(除環(huán)形水槽及附屬部件)小于150 kg，可進(jìn)行快速分解、組裝、維護(hù)等工作，其概念模型如圖1所示。

圖1 環(huán)形流速標(biāo)準(zhǔn)裝置概念模型

1.2 測控系統(tǒng)工作方式

標(biāo)準(zhǔn)裝置由環(huán)形水槽、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和測控系統(tǒng)組成。根據(jù)裝置功能需求，測控系統(tǒng)包括由上位機(jī)和FPGA模塊組成的控制處理器、由光電編碼器和激光測距儀組成的測量標(biāo)準(zhǔn)器、由伺服電機(jī)及伺服驅(qū)動(dòng)器組成的動(dòng)力系統(tǒng)、無線攝像機(jī)作為被檢儀器示值采集器。測控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成如圖2所示。

圖2 測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

基于上述結(jié)構(gòu)，可將測控系統(tǒng)工作流程分為以下四個(gè)步驟：

1)使用高精度激光測距儀測量轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，并將測量結(jié)果輸入上位機(jī)檢定軟件。在軟件中設(shè)置儀器參數(shù)、檢定參數(shù)等各項(xiàng)指令，進(jìn)入自動(dòng)檢定模式。在檢定軟件控制下，裝置自第一個(gè)檢定點(diǎn)開始自動(dòng)執(zhí)行檢定任務(wù)。

2)FPGA向伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送脈沖信號，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)被檢流速儀在水槽中以檢定速度做圓周運(yùn)動(dòng)，在此過程中讀取光電編碼器的角度測量值并將其傳輸至上位機(jī)。通過反饋的編碼器角度值和同步時(shí)間信息判斷被檢儀器是否達(dá)到檢定速度，并計(jì)算勻速段的標(biāo)準(zhǔn)速度。

3)為提高裝置的自動(dòng)化程度，采用無線攝像機(jī)視頻監(jiān)控方式獲取被檢儀器手持記數(shù)終端的示值。運(yùn)用基于視頻流的數(shù)字圖像識別技術(shù)提取視頻中的儀器讀數(shù)，并將識別結(jié)果讀入上位機(jī)檢定軟件。

4)運(yùn)行軟件的數(shù)據(jù)處理子程序，比較裝置輸出的標(biāo)準(zhǔn)流速值和被檢儀器示值，計(jì)算被檢儀器在各個(gè)檢定點(diǎn)處的系統(tǒng)誤差，判斷其是否合格并生成檢定結(jié)果。

2 檢定軟件設(shè)計(jì)

2.1 需求分析及設(shè)計(jì)原則

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)裝置的設(shè)計(jì)要求，檢定軟件需要實(shí)現(xiàn)以下功能：可實(shí)現(xiàn)對通信協(xié)議、人員信息、登錄權(quán)限等基本參數(shù)的設(shè)置和管理；可實(shí)時(shí)獲取裝置運(yùn)行過程中各功能模塊的數(shù)據(jù)，并按照控制算法調(diào)整裝置的運(yùn)行狀態(tài)；根據(jù)設(shè)定的檢定參數(shù)自動(dòng)執(zhí)行檢定任務(wù)，并給出檢定結(jié)果；具有數(shù)據(jù)存儲與查詢功能，可自動(dòng)保存歷次檢定任務(wù)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及檢定結(jié)果以備查詢。

除上述功能性需求外，檢定軟件還需具備實(shí)用性、可靠性、擴(kuò)展性等非功能性需求，因此在軟件開發(fā)過程中需遵循以下設(shè)計(jì)原則[3-4]。

1)實(shí)用性原則：實(shí)用性是衡量軟件設(shè)計(jì)成功與否的一項(xiàng)重要指標(biāo)，主要體現(xiàn)在所設(shè)計(jì)軟件具有良好的兼容性和可移植性，可在多種操作系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)軟件資源共享；具有簡潔流暢的邏輯結(jié)構(gòu)和工作流程，可在占用最少系統(tǒng)資源的情況下完成設(shè)定任務(wù)；以用戶體驗(yàn)為核心，綜合運(yùn)用多種表達(dá)方式增強(qiáng)軟件的信息交互能力，給予用戶更方便快捷的人機(jī)交互體驗(yàn)。

2)可靠性原則：在軟件開發(fā)過程中，應(yīng)充分考慮其可靠性需求，以確保軟件可以長期穩(wěn)定運(yùn)行。在本文所述的檢定軟件中，其可靠性主要體現(xiàn)在具有較強(qiáng)的容錯(cuò)能力和報(bào)警機(jī)制，對軟件運(yùn)行過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤具有及時(shí)的應(yīng)對措施；檢定軟件需根據(jù)程序設(shè)定的相關(guān)算法調(diào)整裝置的運(yùn)行狀態(tài)，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并生成檢定結(jié)果，故必須確保軟件運(yùn)行準(zhǔn)確無誤。

3)擴(kuò)展性原則：軟件設(shè)計(jì)不僅要滿足當(dāng)前的用戶需求，還應(yīng)考慮到軟件功能擴(kuò)展的需要。本文所述環(huán)形流速標(biāo)準(zhǔn)裝置尚處于研究的初級階段，其檢定軟件仍有較大的擴(kuò)展空間，如軟件功能添加、控制算法改進(jìn)等，因此在軟件的開發(fā)過程中需預(yù)留擴(kuò)展接口，以便于軟件的更新完善。

2.2 軟件設(shè)計(jì)方法

目前，數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控管理系統(tǒng)多采用組態(tài)軟件形式設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，盡管降低了設(shè)計(jì)難度，縮短了開發(fā)周期，但容易導(dǎo)致軟件結(jié)構(gòu)混亂，擴(kuò)展性和實(shí)用性不足，為后期的需求升級和軟件更新帶來諸多困難[5]。本文所述的環(huán)形流速標(biāo)準(zhǔn)裝置尚處于研究的初始階段，隨著后續(xù)研究的深入，軟件需求將有較大變化，故采用傳統(tǒng)的組態(tài)軟件形式難以滿足軟件設(shè)計(jì)需求。相反，面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法和多層構(gòu)架模型在軟件設(shè)計(jì)中具有較大優(yōu)勢，可有效提高設(shè)計(jì)軟件的通用性、可靠性、擴(kuò)展性，適用于本文所述檢定軟件的設(shè)計(jì)需求。

本文所設(shè)計(jì)檢定軟件的多層架構(gòu)模型如圖3所示，包括表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層、抽象工廠層、模型層等層次結(jié)構(gòu)。其中，處于最頂端的表現(xiàn)層可通過軟件用戶界面的方式實(shí)現(xiàn)，業(yè)務(wù)邏輯層主要用于對登錄權(quán)限設(shè)置、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等功能模塊的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行封裝，模型層用于實(shí)現(xiàn)對儀器參數(shù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、檢定結(jié)果等對象的封裝，SQL Server數(shù)據(jù)庫可實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)參數(shù)、檢定數(shù)據(jù)的管理，通過數(shù)據(jù)訪問層可完成數(shù)據(jù)讀取、更新等操作[71-72]。各層之間通過接口調(diào)用的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，降低了相互之間的耦合度，只需修改少量代碼即可實(shí)現(xiàn)軟件功能更新，實(shí)現(xiàn)了可擴(kuò)展和易于更新的設(shè)計(jì)目標(biāo)[6-7]。

圖3 檢定軟件多層架構(gòu)模型

2.3 軟件功能模塊設(shè)計(jì)

按照上述功能需求及設(shè)計(jì)原則，將檢定軟件分為權(quán)限設(shè)置、參數(shù)設(shè)置、任務(wù)管理等三大功能模塊，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 檢定軟件主要功能模塊

2.3.1 權(quán)限設(shè)置模塊

根據(jù)GJB 2725A-2001相關(guān)要求，測試檢定實(shí)驗(yàn)室應(yīng)包括行政負(fù)責(zé)人、技術(shù)負(fù)責(zé)人、質(zhì)量負(fù)責(zé)人、測試/檢定員、審核員、儀器管理員等[8]。根據(jù)軟件功能需求和人員權(quán)限范疇，設(shè)計(jì)了管理員、檢定員、審核員三種用戶類型，軟件登錄時(shí)自動(dòng)判斷登錄人員身份，提示輸入登錄密碼。檢定人員可對個(gè)人信息及登錄密碼進(jìn)行維護(hù)，管理人員負(fù)責(zé)設(shè)置軟件登錄權(quán)限。

2.3.2 參數(shù)設(shè)置模塊

在執(zhí)行檢定任務(wù)之前，對被檢儀器及標(biāo)準(zhǔn)器的辨識信息和性能參數(shù)等進(jìn)行錄入或修改，包括儀器編號、量程范圍、測量精度、檢定證書號、有效期、送檢單位等；根據(jù)被檢儀器特性，對檢定規(guī)程相關(guān)參數(shù)進(jìn)行修改，包括檢定點(diǎn)選取、讀數(shù)次數(shù)設(shè)置等；設(shè)置檢定軟件與被控對象的通信接口。

1)儀器參數(shù)設(shè)置。

儀器參數(shù)設(shè)置主要用于完成被檢儀器及標(biāo)準(zhǔn)器的參數(shù)讀取、查詢、修改等操作。通過此模塊，軟件用戶可對儀器編號、生產(chǎn)廠家等標(biāo)識信息以及量程范圍、測量精度等性能參數(shù)進(jìn)行管理，相關(guān)數(shù)據(jù)可存儲于標(biāo)準(zhǔn)器信息表、被檢儀器信息表等數(shù)據(jù)庫表格中。

2)檢定參數(shù)設(shè)置。

檢定參數(shù)設(shè)置用于實(shí)現(xiàn)檢定規(guī)程的讀取、修改等操作。在執(zhí)行檢定任務(wù)之前，需根據(jù)檢定規(guī)程要求設(shè)置合適的流速檢定點(diǎn)，并將被檢儀器量程范圍、最大允許誤差、傳動(dòng)臂長度、流速檢定點(diǎn)等參數(shù)讀入系統(tǒng)中，相關(guān)數(shù)據(jù)可存儲于檢定規(guī)程數(shù)據(jù)庫記錄表中。

2.3.3 任務(wù)管理模塊

根據(jù)設(shè)定的相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對檢定流程的自動(dòng)控制；在檢定過程中，對裝置的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理；讀取被檢儀器與標(biāo)準(zhǔn)器的測量數(shù)據(jù)，根據(jù)檢定規(guī)程對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并生成檢定結(jié)果；自動(dòng)保存檢定數(shù)據(jù)及結(jié)果，具備數(shù)據(jù)備份及還原功能，可對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和管理；審核人員進(jìn)行檢定結(jié)果審核，審核通過后可生成數(shù)據(jù)表格及檢定證書。

1)檢定流程監(jiān)控。

檢定流程是指從創(chuàng)建檢定任務(wù)至生成檢定結(jié)果的整個(gè)過程，包括儀器參數(shù)設(shè)置、檢定參數(shù)設(shè)置、檢定數(shù)據(jù)處理、檢定結(jié)果生成等核心操作步驟。為實(shí)現(xiàn)檢定過程的自動(dòng)化，在軟件設(shè)計(jì)時(shí)將檢定流程以規(guī)定的文本格式存儲于數(shù)據(jù)庫中。在執(zhí)行檢定任務(wù)時(shí)，首先從數(shù)據(jù)庫中讀取檢定流程文本，并據(jù)此執(zhí)行相應(yīng)的儀器操作，從而實(shí)現(xiàn)檢定過程的自動(dòng)化。

檢定流程如圖5所示。首先創(chuàng)建新的檢定任務(wù)，系統(tǒng)將自動(dòng)生成本次檢定的任務(wù)編號，并跳轉(zhuǎn)至參數(shù)設(shè)置界面。在參數(shù)設(shè)置界面中完成被檢儀器的參數(shù)設(shè)置，包括儀器名稱、儀器型號、出廠編號、送檢單位、量程范圍、最大允許誤差等，并根據(jù)檢定規(guī)程設(shè)置合適的檢定點(diǎn)。其次，進(jìn)行被檢儀器外觀結(jié)構(gòu)檢查，要求被檢儀器各零部件安裝正確、牢固，不存在變形、塌陷、彎曲、裂縫等現(xiàn)象。對于轉(zhuǎn)子式流速儀，其螺旋槳應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，無跳動(dòng)或阻滯現(xiàn)象。外觀結(jié)構(gòu)檢查合格的被檢儀器可繼續(xù)執(zhí)行檢定任務(wù)。根據(jù)設(shè)定的檢定點(diǎn)次序，系統(tǒng)將從第一個(gè)檢定點(diǎn)開始自動(dòng)執(zhí)行檢定任務(wù)，并在此過程中讀取被檢儀器及標(biāo)準(zhǔn)器數(shù)據(jù)，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并生成檢定結(jié)果。在進(jìn)行高速點(diǎn)檢定時(shí)，實(shí)驗(yàn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)速度較快，存在一定的危險(xiǎn)性，為應(yīng)對意外狀況，設(shè)置了“緊急停止”按鈕，可實(shí)現(xiàn)裝置的緊急制動(dòng)。

圖5 檢定流程圖

2)檢定數(shù)據(jù)處理。

檢定數(shù)據(jù)處理過程包括粗大誤差剔除、系統(tǒng)誤差計(jì)算、合格判定、不確定度評定等操作。根據(jù)系統(tǒng)誤差可判定被檢儀器是否合格：若被檢儀器在各檢定點(diǎn)處系統(tǒng)誤差的絕對值均不大于其最大允許誤差的絕對值，則判定其合格；反之，則判定為不合格。

3)檢定結(jié)果生成。

檢定結(jié)果可分為數(shù)據(jù)記錄表及檢定證書兩部分。數(shù)據(jù)記錄表格式如表1所示，包含被檢儀器、標(biāo)準(zhǔn)裝置及標(biāo)準(zhǔn)器的相關(guān)參數(shù)、檢定過程環(huán)境參數(shù)以及對應(yīng)于每個(gè)檢定點(diǎn)的被檢儀器及標(biāo)準(zhǔn)器示數(shù)。根據(jù)上述數(shù)據(jù)處理方法，計(jì)算各檢定點(diǎn)處被檢儀器的系統(tǒng)誤差，并據(jù)此判斷其是否合格。檢定合格的儀器將由已獲認(rèn)可的計(jì)量單位出具檢定證書，對于不合格的被檢儀器將發(fā)出檢定結(jié)果通知書或提出處理意見。檢定證書包括計(jì)量機(jī)構(gòu)名稱、送檢單位名稱、被檢儀器名稱及型號、檢定日期及有效期、檢定所用測量標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)參數(shù)、檢定所依據(jù)的技術(shù)文件、檢定結(jié)果擴(kuò)展不確定度、檢定實(shí)驗(yàn)室環(huán)境參數(shù)等內(nèi)容，其具體格式如圖6所示。

3 SQL Server 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

SQL Server是微軟公司推出的一種可擴(kuò)展、高性能的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，可通過多種方法來確保數(shù)據(jù)的完整性，基于自主的SQL語言可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)更新等多種操作[9-10]。綜上所述，本文選取SQL Server 實(shí)現(xiàn)檢定軟件的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。

表1 檢定數(shù)據(jù)記錄表

圖6 檢定證書格式

本文所述的檢定軟件不僅需要完成檢定過程的自動(dòng)控制，還需對檢定任務(wù)所涉及的儀器參數(shù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、檢定結(jié)果等信息進(jìn)行管理，因此需要合理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，以提高數(shù)據(jù)訪問、更新、刪除等操作效率?；谏鲜鲂枨?，建立了如圖7所示的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)流程[11-12]。

圖7 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)流程

1)需求分析：根據(jù)檢定軟件的功能需求和相關(guān)檢定規(guī)程，確定數(shù)據(jù)庫需記錄的重要數(shù)據(jù)信息及其包含關(guān)系，主要包括實(shí)驗(yàn)過程環(huán)境參數(shù)、被檢儀器及標(biāo)準(zhǔn)器技術(shù)參數(shù)、檢定過程設(shè)置參數(shù)、檢定數(shù)據(jù)及檢定結(jié)果等。

2)概念設(shè)計(jì)：建立數(shù)據(jù)庫概念模型。目前，增強(qiáng)型實(shí)體-關(guān)系(Enhanced Entity-Relationship，簡稱EE-R)模型在數(shù)據(jù)庫開發(fā)過程中應(yīng)用較廣，其表達(dá)形式簡潔明了，能夠更全面的描述數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)和功能需求[13-14]。歸納EE-R模型中各實(shí)體的特征屬性，以檢定操作流程為依據(jù)，建立了各實(shí)體間的相互聯(lián)系，由此可得檢定軟件數(shù)據(jù)庫的EE-R模型如圖8所示。

圖8 檢定軟件數(shù)據(jù)庫EE-R模型

3)邏輯設(shè)計(jì)：將概念設(shè)計(jì)過程中生成的EE-R模型轉(zhuǎn)換為與SQL Server數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)兼容的邏輯模型，并對其進(jìn)行范式優(yōu)化。首先，根據(jù)實(shí)體間關(guān)系類型(一對一(1:1)、一對多(1：n)、多對多(n：m))將EE-R模型轉(zhuǎn)化為R(A、B、……)形式的關(guān)系模式集。然后，按照關(guān)系數(shù)據(jù)庫的范式優(yōu)化模型對設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化[15]。

4)物理實(shí)現(xiàn)：通過具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法完成實(shí)體關(guān)系和數(shù)據(jù)記錄表的設(shè)計(jì)。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

4.1 儀器參數(shù)設(shè)置

標(biāo)準(zhǔn)器信息管理窗口如圖9所示，可對角度測量標(biāo)準(zhǔn)器和長度測量標(biāo)準(zhǔn)器的基本參數(shù)進(jìn)行管理。被檢儀器信息管理窗口圖10所示，可對被檢儀器的儀器基本信息和送檢單位信息進(jìn)行管理。

圖9 標(biāo)準(zhǔn)器信息管理窗口

圖10 被檢儀器信息管理窗口

4.2 檢定點(diǎn)設(shè)置

根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，被檢流速儀在其全量程范圍內(nèi)的檢定點(diǎn)數(shù)應(yīng)在12～15個(gè)左右(量程上下限為必檢點(diǎn))，且在低速段應(yīng)增加檢定點(diǎn)數(shù)量。通常，當(dāng)檢定速度小于0.1 m/s時(shí)，其速度間隔可在0.02～0.05 m/s之間；當(dāng)檢定速度大于0.2 m/s時(shí)，其速度間隔可在0.2～0.5 m/s之間。根據(jù)上述要求，選取檢定點(diǎn)如下：0.1 m/s、0.2 m/s、0.3 m/s、0.5 m/s、0.7 m/s、1.0 m/s、1.5 m/s、2.0 m/s、2.5 m/s、3.0 m/s、3.5 m/s、4.0 m/s、4.5 m/s。檢定點(diǎn)設(shè)置窗口如圖11所示。

圖11 檢定點(diǎn)設(shè)置窗口

4.3 檢定數(shù)據(jù)記錄

通過檢定軟件記錄被檢儀器示值、讀數(shù)時(shí)間以及標(biāo)準(zhǔn)流速值，其參數(shù)設(shè)置及數(shù)據(jù)記錄窗口如圖12所示。

圖12 檢定參數(shù)設(shè)置及數(shù)據(jù)記錄窗口

5 結(jié)論

本文首先提出了檢定軟件的功能需求及設(shè)計(jì)原則，并在此基礎(chǔ)上對軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了研究。為使軟件具有較高的層次性、通用性、擴(kuò)展性，采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法和多層架構(gòu)模型建立了軟件結(jié)構(gòu)，運(yùn)用C++編程語言和Visual Studio軟件開發(fā)平臺編程實(shí)現(xiàn)了具體的功能模塊，運(yùn)用SQL Server數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)了檢定軟件的數(shù)據(jù)管理。測試結(jié)果表明，檢定軟件既能夠?qū)崿F(xiàn)期望的功能性需求，又具備實(shí)用性、可靠性、擴(kuò)展性等非功能性需求，從而有效提高了流速標(biāo)準(zhǔn)裝置的自動(dòng)化程度。