校准装置及校准方法与流程

1.本发明实施例涉及电子测量仪器校准技术领域，尤其涉及一种校准装置及校准方法。


背景技术：

2.随着技术的不断进步，新能源技术的发展，电子测量精度要求越来越高。高精度数字万用表，一种多用途电子测量仪表，通常具有直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、电阻测量功能，部分还具备频率、电容、温度等测量功能。为了保证其高精度的测量特性、可靠的计量特性，出厂前都会对万用表进行校准。目前国内成熟的数字万用表精度仅为六位半，尚无七位半数字万用表，主要是采用人工校准的方式，需要人在校准源手动输出不同的参数，手动记录校准仪和被校准万用表显示的数值，然后通过计算得到校准系数从而使其达到一定的精度与准确度。由于数字万用表测量参数多、量程多，使得人工校准过程繁琐，工作量大，并且在校准过程中，需要频繁开启、关闭恒温恒湿装置柜门，降低校准效率，影响校准结果。
3.传统的校准过程仪器处于室温环境下，采用等间隔分段线性插值方式进行校准，一方面忽略了温漂对测量结果的影响，另一方面没有考虑器件在不同测量范围线性误差不同的因素，导致校准效率以及校准精度较低。


技术实现要素：

4.鉴于此，为解决上述环境因素及测量误差因素导致的校准精度低的技术问题，本发明实施例提供一种校准装置及校准方法。
5.第一方面，本发明实施例提供一种校准装置，包括：
6.控制模块、恒温恒湿模块、激励源模块、信号切换模块和校准仪；
7.所述控制模块分别与所述激励源模块、所述信号切换模块、所述校准仪和数字万用表电性连接，所述激励源模块与所述信号切换模块电性连接；
8.所述信号切换模块的一端连接于所述校准仪、另一端连接于所述数字万用表；
9.所述激励源模块、所述信号切换模块、所述校准仪被设置于所述恒温恒湿模块内。
10.在一个可能的实施方式中，所述控制模块，在确定电参量和校准量程的情况下，控制所述激励源模块输出稳定信号，并将所述稳定信号发送给所述信号切换模块；以及，根据所述电参量和所述校准量程，控制所述信号切换模块调整所述校准装置的连接模式；以及，根据所述电参量和所述校准量程，控制所述校准仪和所述数字万用表调整到指定校准电参量和校准量程。
11.在一个可能的实施方式中，所述恒温恒湿模块内还设置有数字万用表；
12.所述恒温恒湿模块，为设置于所述恒温恒湿模块内的所述激励源模块、所述信号切换模块、所述校准仪和所述数字万用表提供恒定温度和恒定湿度。
13.在一个可能的实施方式中，所述校准仪，在接收到所述激励源模块输出稳定信号
时，向所述控制模块输出标准校准数据。
14.在一个可能的实施方式中，所述控制模块，接收所述校准仪输出的校准值数据和所述数字万用表输出的测量值数据，并根据所述校准值数据和所述测量值数据确定校准误差，以根据所述校准误差执行校准操作。
15.在一个可能的实施方式中，所述信号切换模块包括：模拟信号子模块和数字信号子模块；
16.所述模拟信号子模块分别与所述激励源模块、所述校准仪和所述数字万用表电性连接；
17.所述数字信号子模块与所述控制模块电性连接；
18.所述数字信号子模块，接收所述控制模块发送的信号切换指令，并通过所述模拟信号子模块执行所述信号切换指令对应的操作。
19.第二方面，本发明实施例提供一种校准方法，应用于第一方面中的校准装置，包括：
20.在确定校准量程情况下，将所述校准量程等分成n个校准节点；
21.根据n个校准节点，获取校准仪发送的n个校准值数据，以及获取数字万用表发送的n个测量值数据；
22.根据所述校准值数据和所述测量值数据确定校准误差；
23.利用所述校准误差对所述数字万用表执行校准处理。
24.在一个可能的实施方式中，在执行所述获取所述校准仪发送的校准值数据之前，所述方法，还包括：
25.在恒温恒湿模块的温度和湿度保持稳定情况下，配置激励源模块的校准电参量，以及分别配置校准仪和数字万用表的校准电参量和校准量程；
26.根据所述校准电参量调整信号切换模块的连接方式。
27.在一个可能的实施方式中，所述根据n个校准节点，获取校准仪发送的n个校准值数据，以及获取数字万用表发送的n个测量值数据，包括：
28.根据n个校准节点，获取激励源模块输出的n个激励值数据；
29.根据所述激励值数据获取校准仪发送的n个校准值数据，以及获取数字万用表发送的n个测量值数据。
30.在一个可能的实施方式中，所述根据所述校准值数据和所述测量值数据确定校准误差，包括：
31.根据所述校准值数据和所述测量值数据确定校准系数；
32.根据所述校准系数确定校准误差。
33.在一个可能的实施方式中，所述根据所述校准值数据和所述测量值数据确定校准系数，包括：
34.从所述校准值数据和所述测量值数据中分别获取所述校准量程中两个端点位置对应的端点校准值和端点测量值；
35.根据端点校准值和端点测量值确定所述校准值数据和所述测量值数据之间的线性关系模型；
36.将除去两个端点的n-2个测量值数据输入所述线性关系模型中，获得n-2个计算值
数据；
37.获取所述计算数据和除去两个端点的所述校准值数据的差值数据；
38.将所述差值数据构成的曲线的二阶导数的绝对值作为第一校准误差；
39.根据所述第一校准误差确定校准系数。
40.在一个可能的实施方式中，所述根据所述第一校准误差确定校准系数，包括：
41.将所述校准量程根据所述第一校准误差增加分割点；
42.获取所述分割点处的所述校准仪发送的分割校准值数据，以及所述数字万用表发送的分割测量值数据；
43.将所述校准值数据、分割校准值数据、所述测量值数据和所述分割测量值数据进行一般多项式拟合处理，获取拟合结果；
44.将所述拟合结果与所述校准值数据和所述分割校准值数据通过插值方式获得校准系数。
45.在一个可能的实施方式中，所述将所述校准量程根据所述第一校准误差增加分割点，包括：
46.将所述第一校准误差与预先设定的误差范围进行比对，确定第一比对结果；
47.当所述第一比对结果为所述第一校准误差未处于所述误差范围内且小于所述误差范围最小边界值时，对所述校准量程不增加分割点；
48.当所述第一比对结果为所述第一校准误差未处于所述误差范围内且大于所述误差范围最大边界值时，对所述校准量程中相邻两个节点之间增加至少两个分割点；
49.当所述第一比对结果为所述第一校准误差处于所述误差范围内时，对所述校准量程中相邻两个节点之间增加至多两个分割点，且所述第一校准误差处于所述误差范围内时增加的分割点的数量小于所述第一校准误差未处于所述误差范围内且大于所述误差范围最大边界值时增加的分割点的数量。
50.在一个可能的实施方式中，所述根据所述校准系数确定校准误差，包括：
51.在确定所述校准量程是否增加分割点的基础上，根据二分法增加整个校准量程中相邻两个节点之间的验证点；
52.获取所述验证点对应的所述校准仪发送的验证校准值数据，以及所述数字万用表发送的验证测量值数据；
53.利用所述校准系数和所述验证测量值数据确定校正值数据；
54.根据所述校正值数据与所述验证校准值数据确定第二校准误差。
55.在一个可能的实施方式中，在确定所述根据所述校正值数据与所述验证校准值数据确定第二校准误差之后，所述方法，还包括：
56.将所述第二校准误差与预先设定的误差阈值比对，确定第二比对结果；
57.当所述第二比对结果为所述第二校准误差小于所述误差阈值时，确定校准完成；
58.当所述第二比对结果为所述第二校准误差大于等于所述误差阈值时，将当前所述验证点作为分割点，根据二分法增加新的验证点，并再次执行确定校准系数和校准误差的步骤，以使所述第二校准误差小于所述误差阈值时结束校准。
59.本发明实施例提供的校准方案，通过设置控制模块、恒温恒湿模块、激励源模块、信号切换模块和校准仪；所述控制模块分别与所述激励源模块、所述信号切换模块、所述校
准仪和数字万用表电性连接，所述激励源模块与所述信号切换模块电性连接；所述信号切换模块的一端连接于所述校准仪、另一端连接于所述数字万用表；所述激励源模块、所述信号切换模块、所述校准仪被设置于所述恒温恒湿模块内。通过增加恒温恒湿装置为校准处理提供恒温恒湿环境，减少环境因素对校准的影响，通过增加信号切换模块，对校准不同电参量提供方便的操作步骤，在选定校准的电参量后，通过控制模块发出控制信号，控制信号切换模块自动更换电性连接方式，同时，在控制模块接收到校准仪和数字万用表的测量值后进行精确计算，得到校准系数和校准误差，并通过增加分割点和验证点的方式较少测量工作量，得到校准精度高的校准结果。由本方案，可以实现设备的自动校准，减少环境因素对校准的影响，以及提高校准精度的技术效果。
附图说明
60.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
61.图1为本发明实施例提供的一种校准装置的结构示意图；
62.图2为本发明实施例提供的一种校准方法的流程示意图；
63.图3为本发明实施例提供的另一种校准方法的流程示意图；
64.图4为本发明实施例提供的获取校准系数的流程示意图；
65.图5为本发明实施例提供的增加校准量程中分割点的方法的流程示意图；
66.图6为本发明实施例提供的获取校准误差的方法的流程示意图；
67.图7为本发明实施例提供的校准量程分段处理示意图；
68.图8为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
69.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
70.本发明实施例中的用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思，并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。此外，附图中的不同元件和区域只是示意性示出，因此本发明不限于附图中示出的尺寸或距离。
71.为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本发明实施例的限定。
72.图1为本发明实施例提供的一种校准装置的结构示意图。根据图1提供的示图，校准装置具体包括：
73.控制模块11、恒温恒湿模块12、激励源模块13、信号切换模块14和校准仪15。
74.根据图1提供的示图，校准装置的内部结构具体包括：
75.控制模块11分别与激励源模块13、信号切换模块14、校准仪15和数字万用表16电性连接，激励源模块13与信号切换模块14电性连接；
76.信号切换模块14的一端连接于校准仪15、另一端连接于数字万用表16；
77.激励源模块13、信号切换模块14、校准仪15被设置于恒温恒湿模块12内。
78.其中，恒温恒湿模块内还设置有数字万用表。激励源模块可以在直流电压、直流电流以及电阻校准精度达到七位半，高稳定信号由fluke5730a产生的高精度激励源。校准仪，在接收到激励源模块输出稳定信号时，向控制模块输出标准校准数据。本发明实施例利用高精度校准仪。数字万用表分辨率为七位半，为保证标准参考数值的准确定，本实施例中标准参考数值由fluke8588a八位半数字万用表测量得到。本发明实施例中的控制模块可以是上位机控制器、云服务器或者mcu等控制终端。
79.控制模块11通过输出信号，控制激励源模块13输出稳定信号，同时控制信号切换模块14根据当前校准的电参量进行切换信号。根据图1提供的示图，将激励源模块13、信号切换模块14、校准仪15和数字万用表16放置在恒温恒湿模块12，为校准过程提供恒温恒湿的环境，减少环境因素对校准的影响。通过控制模块11获取校准仪15和数字万用表16测量的数据进行分析计算，得到校准系数，进而得到校准误差，根据校准误差的大小对数字万用表16进行校准，完成自动校准，提高校准精度。
80.其中，控制模块11的作用具体包括：
81.控制模块11，在确定电参量和校准量程的情况下，控制激励源模块13输出稳定信号，并将稳定信号发送给信号切换模块14；以及，根据电参量和校准量程，控制信号切换模块14调整校准装置的连接模式；以及，根据电参量和校准量程，控制校准仪15和数字万用表16调整到指定校准电参量和校准量程。
82.控制模块11根据选择的测量电参量配置信号切换模块的连接方式，采用交替轮询切换开关方式实现电压、电流、电阻、电容等校准功能。
83.控制模块11，接收校准仪15输出的校准值数据和数字万用表16输出的测量值数据，并根据校准值数据和测量值数据确定校准误差，以根据校准误差执行校准操作。
84.控制模块11根据得到的测量值计算校准误差，同时与设定的误差阈值进行比较，如果计算的校准误差处于设定的误差阈值范围内，则进行下一个电参量或量程的校准，如果计算的校准误差超出设定的误差阈值范围，则需要修改测量范围内的校准节点的数量，将测量范围划分更多的区间，优化线性度，提升校准精度。
85.在一种可能的实施方式中，信号切换模块包括：模拟信号子模块和数字信号子模块。
86.模拟信号子模块分别与激励源模块、校准仪和数字万用表电性连接；数字信号子模块与控制模块电性连接；数字信号子模块，接收控制模块发送的信号切换指令，并通过模拟信号子模块执行信号切换指令对应的操作。
87.可选地，校准装置中的数字通信接口可以是以太网、gpib或usb，且与信号切换模块中的模拟信号子模块采用磁耦隔离方式连接。可选地，校准装置还包括人机交互界面，可以通过手动输入电参量或校准量程的方式确定校准的参数。
88.在一种可能的示例场景中，对数字万用表进行校准时，首先通过恒温恒湿模块调整环境，在确定要校准的电参量和校准量程。然后通过控制模块配置激励源模块、信号切换模块、校准仪和数字万用表。利用控制模块输出的信号控制激励源模块输出稳定信号，再将稳定信号发送给信号切换模块。同时，通过控制模块将输出的信号直接发送给信号切换模
块，根据当前校准的电参量改变电性连接方式(例如数字信号切换成模拟信号，直流电连接切换成交流电连接等)。在获取校准仪检测到的检测值和数字万用表输出的测量值，经过分析处理得到校准系数和校准误差，根据校准误差对数字万用表进行校对，以使数字万用表达到校准要求，实现设备的自动校准，提高校准精度的技术效果。
89.本发明实施例提供的校准装置，通过设置控制模块、恒温恒湿模块、激励源模块、信号切换模块和校准仪；控制模块分别与激励源模块、信号切换模块、校准仪和数字万用表电性连接，激励源模块与信号切换模块电性连接；信号切换模块的一端连接于校准仪、另一端连接于数字万用表；激励源模块、信号切换模块、校准仪被设置于恒温恒湿模块内。通过增加恒温恒湿装置为校准处理提供恒温恒湿环境，减少环境因素对校准的影响，通过增加信号切换模块，对校准不同电参量提供方便的操作步骤，在选定校准的电参量后，通过控制模块发出控制信号，控制信号切换模块自动更换电性连接方式，同时，在控制模块接收到校准仪和数字万用表的测量值后进行精确计算，得到校准系数和校准误差，并通过增加分割点和验证点的方式较少测量工作量，得到校准精度高的校准结果。由本方案，可以实现设备的自动校准，减少环境因素对校准的影响，以及提高校准精度的技术效果。
90.图2为本发明实施例提供的一种校准方法的流程示意图。本发明实施例的执行主体为控制模块，应用于校准装置。根据图2提供的示图，校准方法具体包括：
91.s201、在确定校准量程情况下，将校准量程等分成n个校准节点。
92.本发明实施例是在校准装置上，设置校准模块，通过控制模块发出控制控制信号，在选定校准电参量的基础上配置与控制模块相关联的功能模块。在利用恒温恒湿模块达到恒定温度和恒定湿度的环境下，利用控制信号控制激励源输出稳定信号，同时，控制信号切换模块调整电路连接方式。在获得校准仪和数字万用表的测量值后进行分析处理，得到校准系数以及校准误差，根据校准误差的大小自动校准数字万用表，在利用迭代方式进一步细化校准误差，根据细化后的校准误差再次执行校准，实现自动校准并提高校准精度的技术效果。
93.这里说的校准量程可以理解为当前校准的电参量对应的可测量的范围。这里说的电参量可以理解为具体校准的参数类型，可以是电压、电容、电阻、功率等。这里说的校准节点可以理解为在校准量程坐在的直线上经过分段得到的节点。
94.进一步地，在恒温恒湿模块通过调节温度，为校准环境提供恒温恒湿的条件后，开启校准操作。选定一个当前要校准的电参量，根据电参量的大小选定校准量程。在确定校准量程的基础上，通过控制模块配置激励源模块、信号切换模块、校准仪和数字万用表，将四个模块相应调整到指定的校准量程上。在通过控制模块将校准量程所在的范围内进行分段。通过等分的方式将校准量程均匀地分成n-1个小范围量程，得到n个校准节点。并通过激励源模块输出对应n个校准节点的激励值数据。为下一步分析校准误差做准备。
95.s202、根据n个校准节点，获取校准仪发送的n个校准值数据，以及获取数字万用表发送的n个测量值数据。
96.这里说的校准值数据可以理解为通过校准仪测量得到的对应n个校准节点位置的校准值。这里说的测量值数据可以理解为通过数字万用表测量对应n个校准节点位置得到的测量值。
97.进一步地，在将校准量程分成n个校准节点后，针对每一个校准节点通过校准仪测
量得到对应的校准值，通过测量得到n个校准值数据。同样地，数字万用表针对每一个校准节点测量得到一个测量值，对应n个校准节点得到n个测量值数据，为下一步控制模块进行分析处理做准备。
98.s203、根据校准值数据和测量值数据确定校准误差。
99.这里说的校准误差可以理解为偏离准确值的大小，利用校准误差可以确定数字万用表的校准调整值的大小。
100.进一步地，控制模块可以采用拟合和插值的方式，一般多项式的模型进行校准，根据获得的校准值数据和测量值数据之间的映射系数矩阵得到校准系数。再通过对校准系数的线性处理和拟合处理得到校准误差。
101.s204、利用校准误差对数字万用表执行校准处理。
102.这里说的校准处理可以理解为自动校准或着进一步分析校准误差的处理过程。
103.进一步地，按照校准误差的大小进行判断，当校准误差小于一定的值时，认为校准误差在可校正范围内，通过自动校正完成校准；当校准误差大于一定的值时，认为校准误差超出可校正范围，对当前测得到的校准节点所在的范围内再次划分更多的校准节点，缩小校准范围，再次分析校准误差，直到校准误差处于可矫正范围内时，进行自动校正，完成对整个校准量程的校准处理，实现对数字万用表的自动校准过程。
104.本发明实施例提供的校准方法，通过控制模块发出控制控制信号，在选定校准电参量的基础上配置与控制模块相关联的功能模块。在利用恒温恒湿模块达到恒定温度和恒定湿度的环境下，利用控制信号控制激励源输出稳定信号，同时，控制信号切换模块调整电路连接方式。在将校准量程进行等分处理得到相应的校准节点。获取校准仪和数字万用表对应校准节点的测量值后进行分析处理，得到校准系数以及校准误差，根据校准误差的大小自动校准数字万用表，在利用迭代方式进一步细化校准误差，根据细化后的校准误差再次执行校准，实现设备的自动校准，减少环境因素对校准的影响，以及提高校准精度的技术效果。
105.图3为本发明实施例提供的另一种校准方法的流程示意图。图3是在上一种校准方法实施例的基础上进行介绍的。根据图3提供的示图，校准方法具体还包括：
106.s301、在恒温恒湿模块的温度和湿度保持稳定情况下，配置激励源模块的校准电参量，以及分别配置校准仪和数字万用表的校准电参量和校准量程。
107.本发明实施例是在校准装置上，设置校准模块，通过控制模块发出控制控制信号，在选定校准电参量的基础上配置与控制模块相关联的功能模块。在利用恒温恒湿模块达到恒定温度和恒定湿度的环境下，利用控制信号控制激励源输出稳定信号，同时，控制信号切换模块调整电路连接方式。在获得校准仪和数字万用表的测量值后进行分析处理，得到校准系数以及校准误差，根据校准误差的大小自动校准数字万用表，在利用迭代方式进一步细化校准误差，根据细化后的校准误差再次执行校准，实现自动校准并提高校准精度的技术效果。
108.这里说的校准量程可以理解为当前校准的电参量对应的可测量的范围。例如，在校准电流电参量的基础上，选择量程为0a～16a。这里说的电参量可以理解为具体校准的参数类型，可以是电压、电容、电阻、功率等。
109.进一步地，在恒温恒湿模块通过调节温度，为校准环境提供恒温恒湿的条件后，开
启校准操作。选定一个当前要校准的电参量，根据电参量的大小选定校准量程。在确定校准量程的基础上，通过控制模块配置激励源模块、信号切换模块、校准仪和数字万用表，将四个模块相应调整到指定的校准量程上。完成对校准仪、数字万用表、激励源模块和信号切换模块的配置处理。
110.s302、根据校准电参量调整信号切换模块的连接方式。
111.这里说的连接方式可以理解为电路连接采用交替轮询切换开关的连接方式，还可以是根据选择的电参量的不同进行不同的连接。
112.进一步地，控制模块根据选择的校准电参量调整信号切换模块的连接方式，采用交替轮询切换开关方式实现电压、电流、电阻、电容等校准功能。
113.可选地，信号切换模块包括模拟信号子模块和数字信号子模块。模拟信号子模块分别与激励源模块、校准仪和数字万用表电性连接；数字信号子模块与控制模块电性连接；数字信号子模块，接收控制模块发送的信号切换指令，并通过模拟信号子模块执行信号切换指令对应的操作。控制模块与模拟信号子模块采用磁耦隔离方式连接。
114.s303、在确定校准量程情况下，将校准量程等分成n个校准节点。
115.这里说的校准节点可以理解为在校准量程坐在的直线上经过分段得到的节点。
116.进一步地，通过控制模块将校准量程所在的范围进行分段。通过等分的方式将校准量程均匀地分成n-1个小范围量程，得到n个校准节点。
117.在一种可能的实力场景中，将校准量程等间隔分段，记当前校准量程为t，将校准量程等分为n-1段，设置分割点t
an
，其中n表示分割点序号，取值范围为n＝1，2，
…
，n，其中t
a1
，t
an
为两端端点。
118.s304、根据n个校准节点，获取激励源模块输出的n个激励值数据。
119.这里说的激励值数据可以理解为通过激励源模块针对每一个校准节点位置处输出的激励值，n个校准节点对应得到n个激励值数据。
120.进一步地，通过激励源模块输出对应n个校准节点的激励值数据。将激励值数据用t
an
表示，为下一步获取数字万用表的测量值做准备。
121.s305、根据激励值数据获取校准仪发送的n个校准值数据，以及获取数字万用表发送的n个测量值数据。
122.这里说的校准值数据可以理解为通过校准仪测量得到的对应n个校准节点位置的校准值。这里说的测量值数据可以理解为通过数字万用表测量对应n个校准节点位置得到的测量值。
123.进一步地，在将校准量程分成n个校准节点后，针对每一个校准节点通过校准仪测量得到对应的校准值，通过测量得到n个校准值数据。同样地，数字万用表针对每一个校准节点测量得到一个测量值，对应n个校准节点得到n个测量值数据，为下一步控制模块进行分析处理做准备。
124.在一种可能的示例场景中，将数字万用表测到的测量值数据设置为x
an
，将校准仪测得的校准值数据设置为y
an
，为分析校准误差做准备。
125.s306、根据校准值数据和测量值数据确定校准系数。
126.这里说的校准系数可以理解为用于计算校准值的参数，为数字万用表的自动校准提供依据。
127.进一步地，利用得到的校准值数据和测量值数据进行线性度分析。通过控制模块输出控制信号，控制激励源模块输出对应激励值数据t
an
，分别记录数字万用表输出的测量值数据x
an
和校准仪输出的校准值数据y
an
，提取x
a1
、x
an
、y
a1
、y
an
代入y＝kx+b模型中，计算得到系数k、b。将x
a2
～x
a(n-1)
对应的n-2个测量值数据代入线性模型中，得到模型数据z
a2
至z
a(n-1)
，并计算n-2个y
an
与z
an
的差值。计算n-2个差值构成的曲线的二阶导数绝对值。根据该绝对值数值大小在校准节点t
an
基础上增加额外分割点，设新增加分割点为t
bm
，其中m表示分割点序号，取值范围为m＝1，2，
…
，m，从而将当前校准量程t划分为非等分的n+m-1段，即n+m个节点，并通过控制模块配置激励源模块输出对应激励值数据t
bm
，分别记录数字万用表输出的测量值数据x
bm
和校准仪输出的测量值数据y
bm
。再根据拟合的方式得到一般多项式的拟合系数，将x
bm
带入拟合结果对应的一般多项式得到每个校准区间的校准系数。
128.s307、根据校准系数确定校准误差。
129.这里说的校准误差可以理解为偏离准确值的大小，利用校准误差可以确定数字万用表的校准调整值的大小。
130.进一步地，控制模块可以采用拟合和插值的方式，一般多项式的模型进行校准，根据获得的校准值数据和测量值数据之间的映射系数矩阵得到校准系数。再通过对校准系数的线性处理和拟合处理得到校准误差。
131.s308、利用校准误差对数字万用表执行校准处理。
132.这里说的校准处理可以理解为自动校准或着进一步分析校准误差的处理过程。
133.进一步地，按照校准误差的大小进行判断，当校准误差小于一定的值时，认为校准误差在可校正范围内，通过自动校正完成校准；当校准误差大于一定的值时，认为校准误差超出可校正范围，对当前测得到的校准节点所在的范围内再次划分更多的校准节点，缩小校准范围，再次分析校准误差，直到校准误差处于可矫正范围内时，进行自动校正，完成对整个校准量程的校准处理，实现对数字万用表的自动校准过程。
134.本发明实施例提供的校准方法，通过在校准装置上的控制模块发出控制控制信号，在选定校准电参量的基础上配置与控制模块相关联的功能模块。在利用恒温恒湿模块达到恒定温度和恒定湿度的环境下，利用控制信号控制激励源输出稳定信号，同时，控制信号切换模块调整电路连接方式。对校准量程进行等分后，利用校准仪和数字万用表的测量值后进行分析处理，得到校准系数以及校准误差，根据校准误差的大小自动校准数字万用表，在利用迭代方式进一步细化校准误差，根据细化后的校准误差再次执行校准，实现设备的自动校准，减少环境因素对校准的影响，并提高校准精度的技术效果。
135.其中，针对步骤s306中获取校准系数的具体内容图4为本发明实施例提供的获取校准系数的流程示意图，获取校准系数的方法具体包括：
136.s401、从校准值数据和测量值数据中分别获取校准量程中两个端点位置对应的端点校准值和端点测量值。
137.这里说的两个端点可以理解为校准量程最小取值和最大取值对应的校准节点。
138.进一步地，根据校准值数据中对应校准节点的数据获取边界节点对应的端点校准值y
a1
和y
an
，同样地，根据测量值数据中对应校准节点的数据获取边界节点的端点测量值x
a1
和x
an
。
139.s402、根据端点校准值和端点测量值确定校准值数据和测量值数据之间的线性关
系模型。
140.这里说的线性模型可以理解为两个参变量之间的线性关系。
141.进一步地，根据得到的测量值数据x
an
和校准仪输出的校准值数据y
an
，提取端点测量值x
a1
和x
an
，端点校准值y
a1
和y
an
代入y＝kx+b模型中，计算得到系数k、b，进而得到线性关系模型。
142.s403、将除去两个端点的n-2个测量值数据输入线性关系模型中，获得n-2个计算值数据。
143.这里说的计算值数据可以理解为利用线性关系模型得到的数字万用表的测量值数据的线性模型。
144.进一步地，将去掉端点测量值x
a1
和x
an
后的x
a2
～x
a(n-1)
对应的n-2个测量值数据代入线性模型中，得到模型数据对应的计算值数据z
a2
～z
a(n-1)
。
145.s404、获取计算数据和除去两个端点的校准值数据的差值数据。
146.这里说的差值数据可以理解为根据n-1个计算数据与n-1个校准值数据经过差值计算得到对应的n-1个数据。
147.进一步地，去掉两个端点的校准值数据和计算数据后，计算y
an
与z
an
的差值，这里的n的取值范围【2，n-1】的正整数。
148.s405、将差值数据构成的曲线的二阶导数的绝对值作为第一校准误差。
149.这里说的二阶导数绝对值可以理解为曲线的凹度，用于表征曲线的线性度，二阶导数的绝对值越小表征凹度越小，对应的线性度越好，反之亦然。这里说的第一校准误差可以理解为在初始状态校准时对应得到的第一次的校准误差，也即在未增加分割点或验证点(如图6中讲到)时得到的校准误差。
150.进一步地，将n-2个差值数据连接起来构成曲线，求解曲线的二阶导数绝对值，得到表征校准线性度的凹度。凹度越大表征校准的线性度越不好，凹度越小表征校准的线性度越好。
151.s406、将校准量程根据第一校准误差增加分割点。
152.这里说的分割点可以理解为校准节点，区别于校准节点的均匀分布，分割点为不均匀分布的校准节点。
153.进一步地，根据第一校准误差的大小增加分割点的数量。在第一校准误差处于误差范围时，通过自动校正，实现对应量程的自动校准。在第一校准误差超出误差范围时，将超出误差范围对应的校准节点所在的量程增加分割点，进一步细化校准量程和校准区间。
154.s407、获取分割点处的校准仪发送的分割校准值数据，以及数字万用表发送的分割测量值数据。
155.这里说的分割校准值数据可以理解为通过校准仪测量得到的对应增加分割点位置的校准值。这里说的分割测量值数据可以理解为通过数字万用表测量对应增加分割点位置得到的测量值。
156.进一步地，在校准量程的基础上增加分割点后，针对每一个分割点通过校准仪测量得到对应的校准值，进而得到对应的分割校准值数据。同样地，数字万用表针对每一个分割点测量得到一个测量值，进而得到对应到分割测量值数据，为下一步控制模块进行分析处理做准备。
157.在一种可能的示例场景中，根据该绝对值数值大小在校准节点t
an
基础上增加额外分割点，设新增加分割点为t
bm
，其中m表示分割点序号，取值范围为m＝1，2，
…
，m，从而将当前校准量程t划分为非等分的n+m-1段，即n+m个节点，并通过控制模块配置激励源模块输出对应激励值数据t
bm
，分别记录数字万用表输出的测量值数据x
bm
和校准仪输出的测量值数据y
bm
。
158.s408、将校准值数据、分割校准值数据、测量值数据和分割测量值数据进行一般多项式拟合处理，获取拟合结果。
159.这里说的拟合处理为一般多项式的拟合过程，例如多项式：a0x+a1x+a2x2+
…
。这里说的拟合结果可以理解为经过分析计算得到拟合系数后的一般多项式结果。
160.进一步地，将数字万用表输出的测量值数据x
an
和分割测量值数据x
bm
以及高精度校准仪输出的校准值数据y
an
和分割校准值数据y
bm
作为分割点计算校准系数。首先利用(x
a1
，y
b1
)、(x
a2
，y
b2
)、(x
a3
，y
b3
)、
…
，拟合得到最接近的拟合系数a0，a1，a2，
…
，完成减小校准误差的作用，得到拟合结果，并将拟合输出结果记为z
an
和z
bm
。
161.s409、将拟合结果与校准值数据和分割校准值数据通过插值方式获得校准系数。
162.这里说的插值方式可以理解为一般多项式的模型。
163.进一步地，将得到的拟合结果z
an
和z
bm
以及高精度校准仪输出的校准值数据y
an
和分割校准值数据y
bm
通过一般多项式的插值模型得到每一个校准区间的校准系数，进而得到整个校准量程对应的校准系数矩阵。例如，一般多项式的插值模型设置为：a0+a1x+a2x2+a3x3+
…
，通过多个拟合结果和校准值数据和分割校准值数据组成的数据对，例如，(z
a1
，y
b1
)、(z
a2
，y
b2
)、(z
a3
，y
b3
)、
…
，得到一般多项式的拟合系数a0，a1，a2，a3，
…
，得到每个校准区间(相邻两个节点之间的区间)对应的拟合系数。对应整个校准量程得到多个拟合系数，将得到的多个拟合系数以矩阵的形式组合得到校准系数矩阵，表征整个标准量程的全部校准系数信息。
164.其中，步骤s406中增加分割点的具体内容参考图5为本发明实施例提供的增加校准量程中分割点的方法的流程示意图。参考图5提供的示图，增加校准量程中分割点的方法具体包括：
165.s501、将第一校准误差与预先设定的误差范围进行比对，确定第一比对结果。
166.这里说的误差范围可以理解为预先设定的校准过程中可以通过自动校正的调整范围。在误差范围内通过自动校正，可以完成设备的校准。这里说的第一结果可以理解为校准量程均等分成t个校准节点后的得到的校准误差是否处于误差范围内的结果。
167.进一步地，通过将得到的第一校准误差与误差范围比对，确定当前校准区间内的校准误差是否满足要求。根据第一结果的不同对校准量程进行不等分处理，并将比对结果作为第一比对结果反馈给校准人员。
168.s502、当第一比对结果为第一校准误差未处于误差范围内且小于误差范围最小边界值时，对校准量程不增加分割点。
169.进一步地，在校准区间内得到的第一校准误差未处于误差范围内且小于误差范围的最小边界值时，说明当前的校准误差处于可校正的状态，通过校准装置进行自动校准即可完成校准处理，或者不处理也可以保证当前待校准的数组万用表满足校准条件不需要内部调整。在这种情况下，不增加当前校准区间内的分割点的数量。
170.s503、当第一比对结果为第一校准误差未处于误差范围内且大于误差范围最大边界值时，对校准量程中相邻两个节点之间增加至少两个分割点。
171.进一步地，在校准区间内得到的第一校准误差未处于误差范围内且大于误差范围的最大边界值时，说明当前的校准误差处于最大误差的状态，说明当前校准区间内的校准状态偏离准确范围最大，在这种情况下，需要增加多个分割点，可以增加当前校准区间内相邻两个节点之间至少两个分割点的数量。
172.s504、当第一比对结果为第一校准误差处于误差范围内时，对校准量程中相邻两个节点之间增加至多两个分割点，且第一校准误差处于误差范围内时增加的分割点的数量小于第一校准误差未处于误差范围内且大于误差范围最大边界值时增加的分割点的数量。
173.进一步地，在校准区间内得到的第一校准误差处于误差范围内时，说明当前的校准误差处于较大误差的状态，说明当前校准区间内的校准状态偏离准确范围，在这种情况下，需要增加分割点进行细化处理，可以增加当前校准区间内相邻两个节点之间少量分割点。保证第一校准误差处于误差范围内时增加的分割点的数量小于第一校准误差未处于误差范围内且大于误差范围最大边界值时增加的分割点的数量。
174.图6为本发明实施例提供的获取校准误差的方法的流程示意图。是对步骤s307的具体介绍。参考图6提供的示图，获取校准误差的方法具体包括：
175.s601、在确定校准量程是否增加分割点的基础上，根据二分法增加整个校准量程中相邻两个节点之间的验证点。
176.这里说的二分法可以理解为取中间位置的方法。这里说的验证点可以理解为在当前校准量程上包括的全部校准节点和分割点的基础上增加的节点，用于确定校准误差的节点。
177.进一步地，当校准量程上增加了不均匀分布的分割点后，将第一校准误差不满足校准范围的校准区间内，将对应校准区间内包含的校准节点和分割点按照从小到大排序，并计算相邻两个节点的平均值，即相邻两个节点的中点，作为验证点。
178.在一种可能的示例场景中，在确定校准量程t中包含一个区间的校准误差不满足要求，将该区间内包含的节点t
an
与t
bm
按照从小至大排序，并计算相邻两个数值的平均值，作为验证点t
cp
，其中p表示分割点序号，取值范围为p＝1，2，
…
，n+m-1。
179.s602、获取验证点对应的校准仪发送的验证校准值数据，以及数字万用表发送的验证测量值数据。
180.这里说的验证校准值数据可以理解为通过校准仪对验证点位置的测量输出值。这里说的验证测量值数据可以理解为通过数字万用表对验证点位置输出的测量输出值。
181.进一步地，利用上位机控制器配置高精度激励源输出对应激励值数据t
cp
，分别记录数字万用表输出的验证测量值数据x
cp
和高精度校准仪验证测量值数据y
cp
。
182.s603、利用校准系数和验证测量值数据确定校正值数据。
183.这里说的校正值数据可以理解为设备的自动校准量，通过校准装置根据校正值直接调整设备，使得设备完成校准。
184.进一步地，利用步骤s306的具体步骤得到的校准系数与数字万用表输出的验证测量值数据x
cp
经过线性模型和拟合方式，计算得到校正值数据。
185.s604、根据校正值数据与验证校准值数据确定第二校准误差。
186.进一步地，将得到的校正值数据与高精度校准仪输出的验证校准值数据y
cp
相减，得到第二校准误差。
187.s605、将第二校准误差与预先设定的误差阈值比对，确定第二比对结果。
188.这里说的误差阈值可以理解为设定的校准值，用于判断得到的校准误差是否满足条件。
189.进一步地，将得到的第二校准误差与设定的误差阈值进行比较，判断当前的到的第二校准误差是否满足条件，进而将判断结果作为第二比对结果。
190.s606、当第二比对结果为第二校准误差小于误差阈值时，确定校准完成。
191.进一步地，当第二校准误差小于设定的误差阈值时，表明当前校准区间内满足校准条件，进而完成对当前校准区间的校准。
192.s607、当第二比对结果为第二校准误差大于等于误差阈值时，将当前验证点作为分割点，根据二分法增加新的验证点，并再次执行确定校准系数和校准误差的步骤，以使第二校准误差小于误差阈值时结束校准。
193.进一步地，当第二校准误大于等于设定的误差阈值时，则确定当前校准区间内的校准处理不满足校准要求，需要进一步细化校准。通过将步骤s601增加的验证点作为分割点，并通过高精度校准仪和数字万用表输出对应的测量值，并依据二分法增加新的验证点，重新计算不满足校准条件的校准区间内的校准系数和校准误差，从而经过反复迭代直至全量程校准误差处于设定误差阈值内，完成校准处理。
194.可选地，分割点和验证点全部采用叠加平均的方式降低随机噪声对校准结果的影响，叠加数量≥2。
195.在一种可能的示例场景中，图7为本发明实施例提供的校准量程分段处理示意图。参照图7提供的示图，校准步骤具体包括：
196.s701：以电压测量为例，通过分割点将校准量程等分10段，分割点记为t
an
，其中n表示分割点序号，取值范围为n＝1，2，
…
，11，其中t
a1
，t
a11
为两端端点。通过提取t
a1
，t
a11
对应数字万用表输出的测量值x
a1
和x
a11
以及高精度校准仪输出的测量值y
a1
和y
a11
，以线性插值方式计算得到线性模型y＝kx+b的系数k、b。将x
a2
至x
a10
代入线性模型中计算出校准后数值z
a2
至z
a10
。然后结合x
a1
、x
a11
以及z
a2
～z
a10
与y
a1
至y
a11
，计算出校准误差所围成的曲线的二阶导数的绝对值。根据设定误差阈值a1和a2，将其划分为几个区间，以三个区间为例，当校准误差对应曲线的的二阶导数绝对值≥a1时，表明数字万用表测量曲线凹度较大，表征校准的线性度不好。为提升校准的线性度，需要将第一区间分割为更小的区间。当误差所在曲线的二阶导数绝对值＜a0时，表明曲线的线性度较高，因此在校准时可采用较大的区间分段方式。
197.s702：根据s701步骤得到的误差所在曲线的二阶导数绝对值，增加分割点t
b1
～t
b10
，将校准量程非等间隔划分，并利用全部分割点位置测量得到的数字万用表对应的测量值以及高精度校准仪对应的测量值依次通过一般多项式拟合模型、分段线性插值方式得到校准系数。
198.s703：提取相邻分割点中间点作为验证点，记为t
c1
～t
c20
，将数字万用表输出的测量值代入s702步骤的线性模型和一般多项式拟合模型中，通过利用校准系数计算出校正值数据，并与高精度校准仪对应验证带你位置输出的测量值对比，判断得到的校准误差是否
处于设定的阈值范围内。
199.s704：如果存在超差区间(校准误差超出阈值范围)的情况，则将超差区间内包含的验证点作为下一次计算的分割点重新计算出校准系数。
200.s705：在超差区间内相邻分割点的中间点增加新的验证点，图7中虚线所示，作为新计算校准系数的评价依据。重新计算不满足校准条件的校准区间内的校准系数和校准误差，从而经过反复迭代直至全量程校准误差处于设定误差阈值内，完成校准处理。通过采用非等间隔分段方式，减少校准时测量点数，从而实现设备的自动校准，较少环境因素对校准的影响，提升校准精度的技术效果。
201.图8为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，图8所示的电子设备800包括：至少一个处理器801、存储器802、至少一个网络接口804和其他用户接口803。电子设备800中的各个组件通过总线系统805耦合在一起。可理解，总线系统805用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统805除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图8中将各种总线都标为总线系统805。
202.其中，用户接口803可以包括显示器、键盘或者点击设备(例如，鼠标，轨迹球(trackball)、触感板或者触摸屏等。
203.可以理解，本发明实施例中的存储器802可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory，rom)、可编程只读存储器(programmable rom，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable prom，eprom)、电可擦除可编程只读存储器(electrically eprom，eeprom)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory，ram)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的ram可用，例如静态随机存取存储器(static ram，sram)、动态随机存取存储器(dynamic ram，dram)、同步动态随机存取存储器(synchronous dram，sdram)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rate sdram，ddrsdram)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced sdram，esdram)、同步连接动态随机存取存储器(synch link dram，sldram)和直接内存总线随机存取存储器(direct rambus ram，drram)。本文描述的存储器802旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
204.在一些实施方式中，存储器802存储了如下的元素，可执行单元或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集：操作系统8021和应用程序8022。
205.其中，操作系统8021，包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序8022，包含各种应用程序，例如媒体播放器(media player)、浏览器(browser)等，用于实现各种应用业务。实现本发明实施例方法的程序可以包含在应用程序8022中。
206.在本发明实施例中，通过调用存储器802存储的程序或指令，具体的，可以是应用程序8022中存储的程序或指令，处理器801用于执行各方法实施例所提供的方法步骤，例如包括：
207.在确定校准量程情况下，将校准量程等分成n个校准节点；根据n个校准节点，获取校准仪发送的n个校准值数据，以及获取数字万用表发送的n个测量值数据；根据校准值数据和测量值数据确定校准误差；利用校准误差对数字万用表执行校准处理。
208.上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器801中，或者由处理器801实现。处理器801可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器801中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器801可以是通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件单元组合执行完成。软件单元可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器802，处理器801读取存储器802中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
209.可以理解的是，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(application specific integrated circuits，asic)、数字信号处理器(digital signal processing，dsp)、数字信号处理设备(dspdevice，dspd)、可编程逻辑设备(programmable logic device，pld)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本技术所述功能的其它电子单元或其组合中。
210.对于软件实现，可通过执行本文所述功能的单元来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。
211.本实施例提供的电子设备可以是如图8中所示的电子设备，可执行如图2-7中校准方法的所有步骤，进而实现图2-7所示校准方法的技术效果，具体请参照图2-7相关描述，为简洁描述，在此不作赘述。
212.本发明实施例还提供了一种存储介质(计算机可读存储介质)。这里的存储介质存储有一个或者多个程序。其中，存储介质可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器；存储器也可以包括非易失性存储器，例如只读存储器、快闪存储器、硬盘或固态硬盘；存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。
213.当存储介质中一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述在校准设备侧执行的校准方法。
214.所述处理器用于执行存储器中存储的校准程序，以实现以下在校准设备侧执行的校准方法的步骤：
215.在确定校准量程情况下，将校准量程等分成n个校准节点；根据n个校准节点，获取校准仪发送的n个校准值数据，以及获取数字万用表发送的n个测量值数据；根据校准值数据和测量值数据确定校准误差；利用校准误差对数字万用表执行校准处理。
216.专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现
不应认为超出本发明的范围。
217.结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
218.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。