步进电机可以准确地控制转动角度，但在控制脉冲因干扰等原因出错时，其转动角度就无法确定了。同时，步进电机的转动导致的积累误差也会影响转动角度的确定。而本文设计的波段开关定位方法可以准确定位开关触点的位置。
　为了使开关触点每次转动到某个通道都能停留在相同的触点位置，同时为了便于触点定位，本步进电机设计为只朝一个方向旋转。在扫描开关开机初始化、开关触点设定为第一通道以及转过第一通道时，步进电机重新定位。定位的方法是：在步进电机转动时，同时检测三联波段开关的检测开关联S1，当检测到第一通道为低电平时，说明开关触点已经进入第一通道触点接触区，此时再控制开关触点转过半个接触区，使开关触点正好停止在接触区正中间来完成定位控制。
　完成定位控制后，在一个转动周期内，只需要连续发出83个脉冲即可前进到下一个通道。这样转动误差只在一个转动周期内积累，不会影响下一个转动周期。在一个转动周期内，开关触点在各个通道触点的接触位置可保持不变。
　为了减少触点摩擦发热的影响，步进电机转速设定为1 r/s，同时还考虑了步进电机的升降速曲线设计。
2.3 通信指令集与工作流程
　低热电势程控扫描开关使用RS232串口与计算机相连，计算机发出指令控制扫描开关通道选择。按照SCPI可程控仪器标准命令集[5]的要求规范，设计了如表1所示的指令集(其中小写字母主要用于助记，实际使用中可以省略)。

　可以使用通道选择旋钮手动控制扫描开关，选择旋钮的位置同时指示了所选择的通道，此时的使用方法与传统转换开关一致。与此同时，也可以通过上位机发送指令来选择通道，并查询当前通道。图3是工作流程图(为了清晰起见，不含故障判断及LED状态显示等部分)。

　为了快速响应上位机的指令，指令的应答在UART接收中断中处理，中断设定为每收到一个字符就触发一次，接收的指令字符存入UART接收缓冲区(一个有双指针的循环队列)。在收到指令终结符(设定为换行符)时，从UART接收缓冲区提取完整指令解码，根据指令类型进行不同操作，如果需要回复指令，也在中断中完成编码及发送。
　程序主循环过程采用依次判断处理的方法。系统设定了若干全局变量用来保存相关设定值，上位机的控制指令通过这些全局变量在UART中断中与主循环过程交换信息。
　本文设计的低热电势程控扫描开关既可手动控制，也可由上位机通过串口控制。经测量，各触点热电势小于0.4 μV，达到了标准热电偶检定的要求。通过增加12路波段开关的并联，该扫描开关也可用于标准热电阻的检定。该产品结构简单、性能稳定、使用方便。在实际应用中，作为自动标准热电偶检定系统的转换开关部分，配合定点炉的使用，可同时完成多只标准热电偶的自动检定工作。标准热电偶自动检定的实现提高了生产率，降低了检定人员的工作强度。
参考文献
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[2] 杨平，许兆龙，何毅，等.通用继电器取代低热电势切换开关的可行性[J].仪器仪表学报，1997(18)：644-660.
[3] 王磊，刘瑞珉.多路低热电势程控开关的研制[J].电测与仪表，2004，41：44-46.
[4] 易晓林.扫描开关检测方法探讨[J].宇航计测技术， 2006(26)：68-72.
[5] SCPI Consortium. Standard commands for programmable instruments manual version 1990[S]. 1990.

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