专利名称：电流电压模拟量采集器自动校准系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种信号采集器的校准系统，具体的说是一种电流电压模拟量采集器自动校准系统。
背景技术：
在以往电流模拟量采集器测量单元调试相当麻烦，要求调试人员比较有经验，在整个测量区间内的多个测量点上观察测量值和标准值(用标准表测出来的实际值)之间的差异，然后手动方式输入差值给测量单元做补偿，过多人为的参与给调试带来了难度，也增加了劳动强度，而且还不一定能一次做好，因为测量值是不断跳动的，所以差值也在不断变化，人为操作很容易补偿失败，达不到设计要求，操作过程经常会有反复，甚至有时还要动手调节物理电路阻容匹配，无形中增加了很多劳动强度，有时会给调试人员带来挫折和抱怨。
在实际测量中，由于材料的离散性，或者传感器的限制，直接获取的测量值与实际值往往存在差距，理想状态下是线性的，但是实际上是非线性，往往是一条单调递增的曲线，为了实现高准确度的测量，就必须要对测量值进行修正。在嵌入式系统中要记录一条曲线是困难的，借助计算机拟合出来的表达式也是很复杂的，要想在有限资源的嵌入式系统中很有难度，实际值(rv)与测量值(tv)的曲线是一条近似直线的曲线，为了得到更高的测量准确度，可以用有限的几条直线逼近它，直线间的测量值可以通过线性插值来获得，理论上直线段越多，就越逼近曲线，当然测量精度也就越高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种电流电压模拟量采集器自动校准系统，可以解决生产过程中电流测量单元手动补偿的难题，提高产品的测量准确度，降低生产的劳动强度。本发明解决以上技术问题的技术方案是
电流电压模拟量采集器自动校准系统，包括校准管理模块、标准表装置和标准源输出装置；校准管理模块与标准表装置、标准源输出装置以及模拟量采集器都通过RS232电缆连接，标准源输出装置与标准表装置以及模拟量采集器相连；
校准管理模块包括参数设置子模块、校准子模块和数据记录子模块；参数设置子模块用于设置校准点数和测量范围；校准子模块用于按照设定的校准点数和测量范围进行校准操作；数据记录子模块用于把每个采集器的补偿直线的各端点记录下来；
标准源输出装置以恒流或恒压方式输出第一电流或电压信号，用于给标准表装置和模拟量采集器提供信号源，标准表装置通过串口通讯将第一电流或电压真实值传给校准管理模块，模拟量采集器通过串口通讯将第一电流或电压的未经补偿的测量结果(绝对值，没有单位)传给校准管理模块，校准管理模块获得标准表传来的第一电流或电压真实值与模拟量采集器传来的未补偿第一电流或电压的的测量值；校准管理模块通过串口通讯给标准源装置发送更改电流或电压的指令，标准源装置收到所述指令后以恒流或恒压方式输出第二电流或电压信号，标准表装置通过串口通讯将第二电流或电压真实值传给校准管理模块， 模拟量采集器通过串口通讯将第二电流或电压将的未经补偿的测量结果(绝对值，没有单位)传给校准管理模块，校准管理模块获得标准表传来的第二电流或电压真实值与模拟量采集器传来的第二电流或电压未补偿的测量值；如此重复进行，校准管理模块获得标准表传来的N个(N为大于1的整数)电流或电压真实值与模拟量采集器传来的N个电流或电压未补偿的测量值，并将N个电流或电压真实值与未补偿的测量值组成模拟量采集器的测量曲线通过串口通讯传给模拟量采集器，模拟量采集器进行补偿计算(模拟量采集器自带的程序设计实现)，得出测量结果。本发明进一步限定的技术方案是
前述的电流电压模拟量采集器自动校准系统，在测电流时，标准源输出装置的电流输出端接标准表装置的电流输入端，标准表装置的电流输出端接模拟量采集器的电流输入端，模拟量采集器的电流输出端接标准源输出装置的电流输入端。前述的电流电压模拟量采集器自动校准系统，在测电压时，标准源输出装置的电压正极与标准表装置的电压正极连接，标准源输出装置的电压负极与标准表装置的电压负极连接，标准表装置的电压正极与模拟量采集器的电压正极连接，标准表装置的电压负极与模拟量采集器的电压负极连接。本发明的有益效果是⑴降低了生产的劳动强度，由于自动校准，不需要人为计算差值进行输入补偿，省去了大部分工作量；⑵提高了测量准确度，由于程序自动操作，可以设置更多的补偿点数，补偿后的测量值准确度也会相应提高；⑶提高了生产效率，降低了生产成本，减少了传统调试上人为操作补偿失败上的反复行为，效率提高必然带来生产成本的下降，由于可以设置了多点补偿，也可以适当降低对传感器的精度要求，材料成本也会相应降低。本发明解决了生产过程中电流测量单元的手动补偿的难题，提高了产品的测量准确度，降低了生产的劳动强度；另外，本发明的技术方案同样适用于其它电参数的测量，只要测量值(未补偿)和实际值关系为单调递增即可，具有普遍意义。
图1为本发明的系统连接框图。图2是测电流时本发明的系统连接框图。图3是测电压时本发明的系统连接框图。图4是校准管理模块校准操流程图。
具体实施例方式实施例1
本实施例提供一种电流电压模拟量采集器自动校准系统，系统连接如图1所示，包括校准管理模块、标准表装置和标准源输出装置；校准管理模块与标准表装置、标准源输出装置以及模拟量采集器都通过RS232电缆连接。在测电流时，本系统的连接如图2所示，标准源输出装置的电流输出端接标准表装置的电流输入端，标准表装置的电流输出端接模拟量采集器的电流输入端，模拟量采集器的电流输出端接标准源输出装置的电流输入端。在测电压时，本系统的连接如图3所示，标准源输出装置的电压正极与标准表装置的电压正极连接，标准源输出装置的电压负极与标准表装置的电压负极连接，标准表装置的电压正极与模拟量采集器的电压正极连接，标准表装置的电压负极与模拟量采集器的电压负极连接。校准管理模块包括参数设置子模块、校准子模块和数据记录子模块；参数设置子模块用于设置校准点数和测量范围；校准子模块用于按照设定的校准点数和测量范围进行校准操作；数据记录子模块用于把每个采集器的补偿直线的各端点记录下来。校准管理模块对整个校准流程进行控制，包括读取标准表测量值、管理待校模拟量采集器、控制电压电流源等操作，具体表现形式可以是PC端应用模块或嵌入式板卡模块，PC端应用模块管理功能可以做得更强一些，包括数据处理和报表输出等内容，嵌入式板卡模块占用资源和空间少，且容易批量化部署，但会存在数据处理和报表输出的不便，各有优缺点，看实际需要来选择。标准源模块是可以通过串口通讯来控制输出电压和电流的装置，可以恒流或恒压方式输出，用来给标准表和模拟量采集器提供信号源。模拟量采集器是带串口通讯的待校准的模拟量测量电路单元，它提供直接读取和补偿测量两种模式工作，直接读取模式时不修正测量结果，而补偿测量模式会依据输入的补偿直线进行线性插值计算得出测量结果，可以通过串口指令来读取测量值、模式控制、补偿直接输入等操作。校准管理模块包括参数设置子模块、校准子模块和数据记录子模块；参数设置子模块用于设置校准点数和测量范围；校准子模块用于按照设定的校准点数和测量范围进行校准操作；数据记录子模块用于把每个采集器的补偿直线的各端点记录下来(可以导出分析处理)。标准源输出装置以恒流或恒压方式输出第一电流或电压信号，用于给标准表装置和模拟量采集器提供信号源，标准表装置通过串口通讯将第一电流或电压真实值传给校准管理模块，模拟量采集器通过串口通讯将第一电流或电压的未经补偿的测量结果(绝对值， 没有单位)传给校准管理模块，校准管理模块获得标准表传来的第一电流或电压真实值与模拟量采集器传来的未补偿第一电流或电压的的测量值；校准管理模块通过串口通讯给标准源装置发送更改电流或电压的指令，标准源装置收到所述指令后以恒流或恒压方式输出第二电流或电压信号，标准表装置通过串口通讯将第二电流或电压真实值传给校准管理模块，模拟量采集器通过串口通讯将第二电流或电压将的未经补偿的测量结果(绝对值，没有单位)传给校准管理模块，校准管理模块获得标准表传来的第二电流或电压真实值与模拟量采集器传来的第二电流或电压未补偿的测量值；如此重复进行，校准管理模块获得标准表传来的N个电流或电压真实值与模拟量采集器传来的N个电流或电压未补偿的测量值， 并将N个电流或电压真实值与未补偿的测量值组成模拟量采集器的测量曲线通过串口通讯传给模拟量采集器，模拟量采集器进行补偿计算，得出测量结果。模拟量采集器进行的补偿计算为现有技术中模拟量采集器自带的计算系统，具体计算如下曲线用逼近的直线表示则相对容易实现的多，假设曲线用η条直线表示，由 (η+1)个端点构成，分别为(RVO，TV0)、(RV1，TVl), · · ·、(RVn+l，TVn+1)，RV — TV 的函数关系表达如下，在直线中间的rt值就用线性插值来获得。
权利要求
1.电流电压模拟量采集器自动校准系统，其特征在于包括校准管理模块、标准表装置和标准源输出装置；所述校准管理模块与标准表装置、标准源输出装置以及模拟量采集器都通过RS232电缆连接，所述标准源输出装置与标准表装置以及模拟量采集器相连；所述校准管理模块包括参数设置子模块、校准子模块和数据记录子模块；所述参数设置子模块用于设置校准点数和测量范围；所述校准子模块用于按照设定的校准点数和测量范围进行校准操作；所述数据记录子模块用于把每个采集器的补偿直线的各端点记录下来；所述标准源输出装置以恒流或恒压方式输出第一电流或电压信号，用于给标准表装置和模拟量采集器提供信号源，所述标准表装置通过串口通讯将第一电流或电压真实值传给校准管理模块，所述模拟量采集器通过串口通讯将第一电流或电压的未经补偿的测量结果传给校准管理模块，所述校准管理模块获得标准表传来的第一电流或电压真实值与模拟量采集器传来的未补偿第一电流或电压的的测量值；所述校准管理模块通过串口通讯给标准源装置发送更改电流或电压的指令，所述标准源装置收到所述指令后以恒流或恒压方式输出第二电流或电压信号，所述标准表装置通过串口通讯将第二电流或电压真实值传给校准管理模块，所述模拟量采集器通过串口通讯将第二电流或电压将的未经补偿的测量结果传给校准管理模块，所述校准管理模块获得标准表传来的第二电流或电压真实值与模拟量采集器传来的第二电流或电压未补偿的测量值；如此重复进行，所述校准管理模块获得标准表传来的N个电流或电压真实值与模拟量采集器传来的N个电流或电压未补偿的测量值， 并将N个电流或电压真实值与未补偿的测量值通过串口通讯传给模拟量采集器，所述模拟量采集器进行补偿计算，得出测量结果。
2.如权利要求1所述的电流电压模拟量采集器自动校准系统，其特征在于在测电流时，所述标准源输出装置的电流输出端接所述标准表装置的电流输入端，所述标准表装置的电流输出端接所述模拟量采集器的电流输入端，所述模拟量采集器的电流输出端接所述标准源输出装置的电流输入端。
3.如权利要求1所述的电流电压模拟量采集器自动校准系统，其特征在于在测电压时，所述标准源输出装置的电压正极与所述标准表装置的电压正极连接，所述标准源输出装置的电压负极与所述标准表装置的电压负极连接，所述标准表装置的电压正极与所述模拟量采集器的电压正极连接，所述标准表装置的电压负极与所述模拟量采集器的电压负极连接。
全文摘要
本发明涉及一种信号采集器的校准系统，是一种电流电压模拟量采集器自动校准系统，包括校准管理模块、标准表装置和标准源输出装置；校准管理模块与标准表装置、标准源输出装置以及模拟量采集器都通过RS232电缆连接，标准源输出装置与标准表装置以及模拟量采集器相连；标准源输出装置输出电流或电压信号，给标准表装置和模拟量采集器提供信号源，标准表装置将电流或电压真实值传给校准管理模块，模拟量采集器将电流或电压的未经补偿的测量结果传给校准管理模块，校准管理模块获得电流或电压真实值与测量值，N个电流或电压真实值与测量值组成模拟量采集器的测量曲线，模拟量采集器进行补偿计算，得出测量结果。本发明可以解决生产过程中电流测量单元手动补偿的难题，提高产品的测量准确度，降低生产的劳动强度。
文档编号G01R35/00GK102353918SQ20111016882
公开日2012年2月15日 申请日期2011年6月22日 优先权日2011年6月22日
发明者仲健, 吕海军 申请人:德讯科技股份有限公司