使用 PyVISA 通过 Python 控制实验室仪器

3. 打开设备并询问标识

inst = rm.open_resource(func_gen_address)
inst.timeout = 10000  # 毫秒级超时
idn = inst.query('*IDN?')  # 返回厂商/型号/序列号
print("Instrument ID:", idn.strip())

说明：

• .open_resource() 返回 instrument 对象，用于 write()（发送）和 query()（发送并读取）。
• query() 常用于 SCPI 命令立即返回的场景。
• 设置 timeout 避免无响应时挂起。

4. 基本读写模式

# 写命令（无返回）
inst.write(':SOURce1:VOLTage 1.0')  # 设置电压

# 读命令（返回字符串）
resp = inst.query(':MEASure:VOLTage:DC?')
val = float(resp)  # 解析为浮点数

说明与建议：

• .write()：发送无需返回的命令（如设置电压、开关输出）。
• .query()：发送后期望立即回复的命令（如测量）。
• 部分仪器返回二进制数据（波形），需用 .read_raw() 或 .read_bytes() 结合二进制解析。

5. 安全关闭连接

inst = None
try:
    inst = rm.open_resource(dmm_address)
    print(inst.query('*IDN?'))
finally:
    if inst is not None:
        try:
            inst.close()
        except Exception:
            pass
    try:
        rm.close()
    except Exception:
        pass

说明：

• 结束时释放资源（close()），防止 USB 占用。
• 推荐放在 try/finally 中或使用 context manager。

6. 读取示波器二进制波形

示波器通常返回二进制块及 preamble（缩放信息）。转换公式：V = (sample - yref) * yinc + yorg。

# 假设 inst 已连接示波器
pre = inst.query(':WAV:PRE?')  # 读取 preamble
parts = [p.strip().strip('"') for p in pre.split(',') if p.strip() != '']
points = int(parts[2])
yinc = float(parts[7])
yorg = float(parts[8])
yref = float(parts[9])

# 读取二进制数据
samples = inst.query_binary_values(':WAV:DATA?', datatype='h', container=np.array)
volts = (samples.astype(np.float64) - yref) * yinc + yorg

说明：

• 推荐使用 inst.query_binary_values() 直接转数组。
• 务必先获取 preamble 参数，否则仅为原始计数。
• 不同厂商（Keysight/Rigol/Tektronix）命令差异大，参考手册。

7. 数据保存

import csv

# 保存 CSV
with open('data.csv', 'w', newline='') as f:
    writer = csv.writer(f)
    writer.writerow(['amp_vpp', 'measured_v'])
    for a, v in zip(amp_points, measured_v):
        writer.writerow([a, v])

# 写入 Excel
from openpyxl import Workbook
wb = Workbook()
ws = wb.active
ws.append(['amp_vpp', 'measured_v'])
for a, v in zip(amp_points, measured_v):
    ws.append([a, v])
wb.save('data.xlsx')

说明：

• CSV 适合快速导出，Excel 适合报告交付。
• 注意目录写权限。

8. 常见问题排查

• 找不到设备：检查线缆/电源/驱动，运行 rm.list_resources()。
• 命令无响应：增加 timeout，用 *IDN? 检查通信，确认本地/远程模式。
• 二进制出错：打印 :WAV:PRE? 确认参数，使用 query_binary_values()。
• 仪器卡住：减慢频率，增加 sleep，合并查询。
• 单位不对：注意单位命令（VPP/Vrms），读数前设置正确量程。