一种模拟量输入输出校准方法及其装置与流程

1.本发明涉及一种模拟量输入输出校准方法及一种模拟量输入输出校准装置，属于电力测控技术领域。


背景技术：

2.电力测控领域中，通常传感器采用直流电压（电流）信号进行驱动或信号输出，电力设备中需要具备直流电压（电流）信号输入（输出）模块。为了保证测量或输出精度，需要在生产测试中完成直流信号输入（输出）精度校准。
3.通常，生产测试中的精度校准测试由手动测试和自动测试两种实现方式。手动测试不需要制作专用测试治具，成本较低，但操作复杂，劳动强度高，通常为了节约时间，只进行零飘与增益两点校准，校准准确率不高。自动测试能够降低对测试人员依赖性，提高校准测试精度。并且可以设定多点校准，校准准确率较高。但是自动测试需要依赖专用测试治具，成本高，制作周期长，使用过程中，维护费用较高。
4.为了在提高校准精度，减少人工参与的同时，有效控制测试装置成本，需要提供一种低成本、操作简单并且效率高的模拟量输入输出校准方法及装置。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种模拟量输入输出校准方法及一种模拟量输入输出校准装置。
6.为达到上述目的，本发明提供一种模拟量输入输出校准方法，包括：进行校准配置；根据校准配置检测待测模件上模拟量回路是否存在短路或断路状态，若存在短路或断路状态，则结束运行，获得测试数据；若不存在短路或断路状态，则主控模件按照测试配置，逐个通道进行逐点校准，获得校准数据。
7.优先地，校准配置待测模件数量、待测模件类型、通道数量及各通道模拟量类型；待测模件类型包括模拟量输入和模拟量输出；各通道模拟量类型包括电压和电流；优先地，测试数据包括包括待测模件上模拟量回路存在短路/断路状态。
8.校准数据包括各通道校准成功指示状态和各逐点校准回读数据。
9.一种模拟量输入输出校准装置，用于执行上述所述的方法，包括：母板模件；控制总线；连接器；mux模件，mux模件通过连接器电连接待测模件；主控模件，主控模件通过母板模件电连接mux模件，待测模件通过母板模件电连接
主控模件；人机接口模件，主控模件通过控制总线电连接人机接口模件。
10.优先地，控制电源，控制电源电连接主控模件、mux模件和人机接口模件；测试电源，测试电源电连接待测模件。
11.优先地，主控模件包括：微控制单元mcu；模数转换器adc，模数转换器adc电连接微控制单元mcu；数模转换器dac，数模转换器dac电连接微控制单元mcu；配置开关，配置开关电连接待测模件；继电器驱动器，继电器驱动器电连接微控制单元mcu和mux模件；电阻测量回路，电阻测量回路电连接微控制单元mcu和待测模件；通讯隔离模块，通讯隔离模块电连接微控制单元mcu。
12.优先地，微控制单元mcu通过人机接口模件接收校准配置，完成配置开关状态设定；微控制单元mcu控制数模转换器dac将电压或电流输出至连接器；待测模件输出的外部模拟量经过模数转换器adc采样，送至微控制单元mcu；电阻测量回路检测待测模件上模拟量回路的短路/断路状态；继电器驱动器控制mux模件的开关状态；通讯隔离模块用于微控制单元mcu与待测模件通讯。
13.优先地，mux模件包含继电器矩阵，用于在逐个通道进行逐点校准之前，选通通道。
14.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一项所述方法的步骤。
15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
16.本发明所达到的有益效果：（1）本发明解决了人工效率低与自动化测试成本高两者不能兼顾的问题，降低了生产测试过程的劳动强度，测试人员仅需简单配置即可自动完成模拟量输出输出模件校准及测试工作；（2）提高了测量准确度，由于程序自动操作，可以校准及测量的点数可以设置更多，校准后的测量（输出）值准确度也会相应提高；（3）降低了测试及维护成本。一种模拟量输入输出校准方法及校准装置，仅需要完成配置更改，便能够适应多种类型的模件测试。
17.（4）本发明解决了生产过程中模拟量输入输出模件校准及测试问题，提高了产品的测量输出准确度，降低了生产的劳动强度；本发明所述技术方案具有高灵活性和高通用性，可在节约成本的同时大幅提升效率。
附图说明
18.图1为本发明校准方法的流程图；图2为本发明校准装置的原理框图；
图3为本发明主控模件的原理框图。
具体实施方式
19.以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
20.需要说明，若本发明实施例中有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)，则其仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系和运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
21.一种模拟量输入输出校准方法，利用校准装置完成输入输出模件校准的方法，包括：步骤1：控制电源上电，等待主控模件正常运行；步骤2：通过人机接口，按照测试需求进行校准配置，校准配置包括待测模件数量、待测模件类型（模拟量输入/模拟量输出）、通道数量及各通道模拟量类型（电压/电流）；步骤3：放置待测模件，并将待测电源上电；步骤4：短路/断路检测：根据校准配置检测待测模件上模拟量回路是否存在短路或断路状态，如果存在，则进入步骤6；如果不存在，则进入步骤5；步骤5：主控模件按照测试配置，逐个通道进行逐点校准，所有通道全部校准完成后，获得校准数据；步骤6：根据需求导出测试数据；根据校准数据，总结获得测试结论。
22.测试数据包括各通道短路/断路检测状态、各通道校准成功指示状态以及各逐点校准回读数据，测试结论为各通道是否校准成功。
23.一种模拟量输入输出校准装置，包含主控模件、mux模件、人机接口模件、控制总线、待测模件、母板模件及连接器；主控模件通过母板模件与mux模件连接；mux模件通过连接器与待测模件连接；待测模件通过母板与主控模件连接；主控模件通过控制总线与人机接口模件连接。
24.校准装置包含控制电源和测试电源两个独立电源模件，控制电源为主控模件、mux模件和人机接口模件供电；测试电源为待测模件供电。
25.所述主控模件包括微控制单元mcu、模数转换器adc、数模转换器dac、配置开关、若干个端子、继电器驱动器、电阻测量回路和通讯隔离模块。微控制单元mcu与模数转换器adc、数模转换器dac连接；电阻测量回路是现有技术，即电阻测量，本实施例不再详细阐述。
26.配置开关通过端子与待测模件连接；微控制单元mcu与电阻测量回路连接；电阻测量回路通过端子与待测模件连接；微控制单元mcu与继电器驱动连接；继电器驱动器通过端子与mux模件连接；微控制单元mcu与通讯隔离模块连接。
27.所述主控模件中微控制单元mcu通过人机接口模件接收校准配置，完成配置开关状态设定；微控制单元mcu控制数模转换器dac将电压（电流）输出至连接器端子；待测模件输出的外部模拟量经过模数转换器adc采样，送至微控制单元mcu；电阻测量回路检测待测模件待测模件上模拟量回路的短路/断路状态；继电器驱动器用于控制mux模件的开关状
态；通讯隔离模块用于微控制单元mcu与待测模件进行通讯。
28.所述mux模件包含继电器矩阵，用于校准测试时通道选通，每个待测模件需要相应配置一个mux模件进行配合。
29.包括人机模块，人机模块包含液晶及按键，用于校准配置输入、校准及测试结果显示。
30.所述母板模件，能够提供不少于12个槽位，除控制电源、测试电源、主控模件及人机接口模件外，能够提供不少于4个待测板模件槽位，以及不少于4个mux模件槽位。
31.mux模件、人机接口模件、控制总线、待测模件、母板模件、连接器、微控制单元mcu、模数转换器adc、数模转换器dac、配置开关、人机模块、若干个端子、继电器驱动器、电阻测量回路和通讯隔离模块上述部件在现有技术中可采用的型号很多，本领域技术人员可根据实际需求选用合适的型号，本实施例不再一一举例。
32.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一项所述方法的步骤。
33.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
34.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
35.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
36.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
37.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。