CN102749604A

CN102749604A - 测试设备自动校准仪、校准系统及校准方法

Info

Publication number: CN102749604A
Application number: CN2012102170506A
Authority: CN
Inventors: 陈强; 叶川; 唐亮
Original assignee: BEIJING FANHUA HENGXING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING FANHUA HENGXING TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2032-06-27
Also published as: CN102749604B

Abstract

本发明提供一种测试设备自动校准仪、校准系统及校准方法，自动标准仪包括控制器以及与控制器相连的选通模块；控制器用于根据预定设置信息发送选通命令，并控制外部的待校准测试设备相对外部相应的标准测试设备的自动校准；选通模块用于根据选通命令，自动选通控制器与相应的标准测试设备和待校准测试设备之间特定测试通道的电连接，解决了现有技术中需要手动插拔线缆导致的操作复杂和误差大等问题。

Description

测试设备自动校准仪、校准系统及校准方法

技术领域

本发明涉及一种仪器校准技术，尤其涉及一种测试设备自动校准仪、校准系统及校准方法。

背景技术

随着社会经济的发展，测试设备在科研、军工、电力及制造等行业中得到广泛应用。在所有的测试设备中，信号发生器和示波器是使用最为广泛的两种测试设备，由于测试设备本身就是一个复杂的电子系统，其受时间、温度环境等多个因素的影响，测试精度会有所改变，因此为了保证产品性能，必须对测试设备进行定期的校准，按照国家计量检定规程的规定，信号发生器需要校准的指标包括频率准确度、电平准确度等三十多个，示波器需要校准的指标多达十多项。

图1为现有技术中信号发生器校准系统的连接示意图，标准信号发生器包括频谱分析仪2、测量接收机3、微波频率计4和音频分析仪5，以校准谐波指标为例，待校准信号发生器1通过信号电缆与频谱分析仪2相连，手动设置信号发生器1的输出电平、载波频率以及频谱分析仪2的参考电平、中心频率和带宽等，校准过程中还需手动更改待校准信号发生器1的载波频率和频谱分析仪的中心频率，以测试所有要求的谐波峰值，如果需要校准其他指标，则需要重新设置相关参数，还需手动插拔信号电缆将待校准信号发生器1与其他校准设备相连。

图2为现有技术中示波器校准系统的连接示意图，待校准示波器7与标准示波器6相连，之后手动恢复待校准示波器7的出厂设置，并手动设置待校准示波器7的采样模式、测量模式、垂直偏转系数、翻转设置和带宽等，根据不同的设置在待校准示波器7上读出不同的测量值，并记录下来，由于待校准示波器7具有很多通道，每个通道还针对不同的测试参数，因此当一个通道的所有校准完成后，需要手动的跟换连线将标准示波器6的输出连接到待校准示波器7的另一个通道。

通过以上描述可以看出，现有技术中的测试设备的校准存在以下缺点：

第一，操作复杂：需要手动连接线缆和设置参数；

第二，误差大：频繁的插拔接插件对测试信号有较大影响，人工记录数据会引入误差。

发明内容

本发明提供一种测试设备自动校准仪、校准系统及校准方法，用于解决现有技术对于信号发生器和示波器校准误差大、操作复杂的问题。

一种测试设备自动校准仪，包括：

控制器以及与控制器相连的选通模块；

控制器用于根据预定设置信息发送选通命令，并控制外部的待校准测试设备相对外部相应的标准测试设备进行校准；

选通模块用于根据选通命令，自动选通控制器与相应的标准测试设备和待校准测试设备之间特定测试通道的电连接。

一种测试设备自动校准系统，包括上述的测试设备自动校准仪，还包括待校准测试设备和相应的标准测试设备，待校准测试设备和相应的标准测试设备均与选通模块相连。

一种测试设备自动校准方法，包括：

步骤S10、控制器根据预定设置生成选通命令，并将选通命令发送给选通模块；

步骤S20、选通模块根据选通命令，自动选通控制器与相应的标准测试设备和待校准测试设备之间特定测试通道的电连接；

步骤S30、基于已建立的电连接，所述控制器控制相应的待校准测试设备相对相应的标准测试设备进行校准。

本发明提供的一种测试设备自动校准仪、校准系统及校准方法，控制器通过选通模块控制外部的待校准测试设备相对外部的相应标准测试设备的自动校准；解决了现有技术中需要手动插拔线缆导致的操作复杂和误差大等问题。

附图说明

图1为现有技术中信号发生器校准系统的连接示意图。

图2为现有技术中示波器校准系统的连接示意图。

图3为本发明提供的测试设备自动校准仪一种实施例的结构示意图。

图4为本发明提供的测试设备自动校准系统第一种实施例的结构示意图。

图5为本发明提供的测试设备自动校准系统第二种实施例的结构示意图。

图6为本发明提供的测试设备自动校准系统第三种实施例的结构示意图。

图7为本发明提供的测试设备自动校准系统第四种实施例的结构示意图。

图8为本发明提供的测试设备自动校准系统第五种实施例的结构示意图。

图9为本发明提供的测试设备自动校准方法的流程图。

具体实施方式

下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或者更多个其他附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

如图3所示，本发明提供的一种测试设备自动校准仪的一种实施例，包括：

控制器11以及与控制器11相连的选通模块12。

控制器11用于根据预定设置信息发送选通命令，并控制外部的待校准测试设备相对外部的相应的标准测试设备进行校准。

选通模块12用于根据选通命令，自动选通控制器11与相应的标准测试设备和待校准测试设备之间特定测试通道的电连接。

在实际应用过程中，可根据实际需要在控制器重进行预定设置信息，预定设置信息可包括但不限于以下信息：选择的待校准测试设备（即操作者期望校准的待校准测试设备）、待校准项目等。

进行校准测试时，控制器根据预定设置生成选通命令，并将选通命令发送给选通模块，选通模块根据选通命令执行相应的选通操作。选通命令可包括但不限于：标准测试设备ID及其通信通道ID、待校准测试设备ID及其通信通道ID等。选通模块接收该选通命令，确定与标准测试设备ID及其通信通道ID对应的标准测试设备的通信通道，以及确定与待校准测试设备ID及其通信通道ID对应的待校准测试设备的通信通道，之后，建立控制器与确定的标准测试设备的通信通道和待校准测试设备的通信通道之间的电连接。在建立电连接之后，控制器控制待校准测试设备相对相应的标准测试设备进行自动校准。控制器对选通模块的控制操作以及测试设备的自动校准控制，可基于硬件实现，或者，可基于软件实现，例如：基于LABVIEW语言进行编程等，本发明对此并不限制。

本实施例提供的测试设备自动校准仪，控制器通过选通模块控制外部的待校准测试设备相对外部的相应标准测试设备的自动校准，整个测试过程操作简单，无需操作人员手动插拔线缆等操作，由此解决了现有技术中需要手动插拔线缆导致的操作复杂和误差大等问题。

在上述技术方案的基础上，为了提高测试设备自动校准仪建立控制器与外部待校准测试设备和相应标准测试设备选通连接的方便性，可选地，选通模块12为通用PXI（面向仪器系统的PCI扩展）模块化仪器平台。

通用PXI模块化仪器平台包括：至少一个PXI功能模块板卡，每个PXI功能模块板卡用于选通连接一类相应标准测试设备和待校准测试设备与控制器的电连接。在通用PXI模块化仪器平台包括多个PXI功能模块板卡的情形下，不同PXI功能模块板卡用于选通相同类或不同类相应标准测试设备和待校准测试设备与控制器的电连接，以便于实现同类或不同类待校准测试设备的并行校准。例如：通用PXI模块化仪器平台包括3个PXI功能模块板卡，第一PXI功能模块板卡用于选通标准信号发生器和待校准信号发生器与控制器的电连接，第二PXI功能模块板卡用于选通标准示波器和待校准示波器与控制器的电连接，第三PXI功能模块板卡用于选通标准信号发生器和待校准信号发生器与控制器的电连接，等等。

控制器11通过MXI（多系统扩展接口）总线与选通模块12相连，PXI功能模块板卡包括多个GPIB接口（通用总线接口），控制器11通过MXI总线与PXI功能模块板卡的GPIB接口相连。

控制器11为工控机或为与通用PXI模块化仪器适配的PXI控制板卡，工控机设有USB接口，通过USB-GPIB（总线转换器）转换可以实现工控机的USB接口对GPIB接口的访问和通信。

图4为本发明提供的一种测试设备自动校准系统的一种实施例的结构示意图，自动校准系统包括自动校准仪以及待校准测试设备23和相应的标准测试设备24，测试设备自动校准仪包括控制器21以及选通模块22。

待校准测试设备23为至少一台待校准信号发生器，与待校准信号发生器相应的标准测试设备24为至少一台标准信号发生器；

和/或，

待校准测试设备23为至少一台待校准示波器，与待校准示波器相应的标准测试设备24为至少一台标准示波器。

如图5所示，本发明提供的一种测试设备自动校准系统第二种实施例的结构示意图，自动校准系统还包括用于输出数据的打印机25，打印机25与控制器21相连，校准结果报告通过打印机25输出，无需人工记录数据，提高了校准的准确性。

图6为本发明提供的一种测试设备自动校准系统的第三种实施例的结构示意图，控制器31与第一PXI功能模块板卡32相连，标准信号发生器包括微波频率计34、测量接收机35、频谱分析仪36以及音频分析仪37，微波频率计34、测量接收机35、频谱分析仪36以及多台待校准信号发生器33通过通用接口总线（GPIB）与第一PXI功能模块板卡的通用总线接口相连，音频分析仪37与测量接收机35相连，测量接收机35用于低频测试，音频分析仪37用于高频测试，二者需要配合使用，控制器31根据预定设置发送选通命令，控制待校准信号发生器33相对相应的标准测试设备的自动校准；第一PXI功能模块板卡32根据选通命令，自动选通控制器31与相应标准测试设备和待校准信号发生器33之间特定测试通道的电连接，优选地，自动校准系统还包括用于输出数据的打印机38，打印机38与控制器31相连，校准的数据通过打印机38输出。

图7为本发明提供的一种测试设备自动校准系统的第四种实施例的结构示意图，控制器41与第二PXI功能模块板卡42相连，多台待校准示波器43和标准示波器44通过通用接口总线（GPIB）与第二PXI功能模块板卡42的通用总线接口相连，控制器41根据预定设置发送选通命令，控制待校准示波器43相对相应的标准示波器44的自动校准；第二PXI功能模块板卡42根据选通命令，自动选通控制器41与标准示波器44和待校准示波器43之间特定测试通道的电连接，优选地，自动校准系统还包括用于输出数据的打印机46，打印机46与控制器41相连，校准的数据通过打印机46输出。

本实施例提供的自动校准系统还包括通用计数器45，通用计数器45与待校准示波器43相连。

图8为本发明提供的一种测试设备自动校准系统的第五种实施例的结构示意图，控制器51与第一PXI功能模块板卡52以及第二PXI功能模块板卡53相连，标准信号发生器包括微波频率计54、测量接收机55、频谱分析仪56以及音频分析仪57，微波频率计54、测量接收机55、频谱分析仪56以及多台待校准信号发生器58通过通用接口总线（GPIB）与第一PXI功能模块板卡52的通用总线接口相连，音频分析仪57与测量接收机55相连，测量接收机55用于低频测试，音频分析仪57用于高频测试，二者需要配合使用，标准示波器510以及待校准示波器59通过通用接口总线（GPIB）与第二PXI功能模块板卡53的通用总线接口相连，控制器51根据预定设置发送选通命令，控制待校准信号发生器58以及待校准示波器59相对相应标准测试设备的自动校准；第一PXI功能模块板卡52和第二PXI功能模块板卡53根据选通命令，自动选通控制器51与相应标准测试设备和待校准信号发生器58以及待校准示波器59之间特定测试通道的电连接，通用计数器512与待校准示波器59相连，优选地，自动校准系统还包括用于输出数据的打印机511，打印机511与控制器51相连，校准的数据通过打印机38输出。

图9为本发明提供的一种测试设备自动校准方法，包括：

可选地，还包括：

步骤S40、通过打印机输出校准结果报告；校准结果报告包括：校准过程数据和/或校准结果。

选通命令可包括但不限于待校准测试设备ID及其通信通道ID、待校准测试设备ID及其通信通道ID。

生成选通命令之前，还包括：获取预定设置信息，预定设置信息包括：选择的待校准测试设备（即操作者期望进行校准的待校准测试设备）以及校准项目。

本发明提供的一种测试设备自动校准仪、校准系统及校准方法，具有以下有益效果：无需手动连接线缆，人员只需在最开始阶段根据校准需求选择校准项目，在校准过程中不需要工作人员手动设置参数，校准数据通过打印机输出，无需手动记录，大大降低了人为误差，支持多台仪器同时校准，缩短了校准时间，提高了校准效率。

虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims

1.一种测试设备自动校准仪，其特征在于，所述测试设备自动校准仪包括：

控制器以及与所述控制器相连的选通模块；

所述控制器用于根据预定设置信息发送选通命令，并控制外部的待校准测试设备相对外部相应的标准测试设备进行校准；

所述选通模块用于根据所述选通命令，自动选通所述控制器与所述相应的标准测试设备和所述待校准测试设备之间特定测试通道的电连接。

2.根据权利要求1所述的测试设备自动校准仪，其特征在于，所述选通模块为通用PXI模块化仪器平台。

3.根据权利要求2所述的测试设备自动校准仪，其特征在于，所述通用PXI模块化仪器平台包括：至少一个PXI功能模块板卡，每个所述PXI功能模块板卡用于选通连接一类所述相应的标准测试设备和一类所述待校准测试设备与所述控制器的电连接。

4.根据权利要求2所述的测试设备自动校准仪，其特征在于，所述控制器为工控机，或为与所述通用PXI模块化仪器平台适配的PXI控制板卡。

5.根据权利要求1-4任一所述的测试设备自动校准仪，其特征在于，所述控制器通过MXI总线与所述选通模块相连。

6.一种测试设备自动校准系统，其特征在于，包括如权利要求1—5任一所述的测试设备自动校准仪，还包括待校准测试设备和相应的标准测试设备，所述待校准测试设备和相应的标准测试设备均与所述选通模块相连。

7.根据权利要求6所述的测试设备自动校准系统，其特征在于，所述待校准测试设备为至少一台待校准信号发生器，与所述待校准信号发生器相应的标准测试设备为至少一台标准信号发生器；

和/或，

所述待校准测试设备为至少一台待校准示波器，与所述待校准示波器相应的标准测试设备为至少一台标准示波器。

8.根据权利要求7所述的测试设备自动校准系统，其特征在于，所述标准信号发生器为微波频率计、测量接收机、频谱分析仪或音频分析仪。

9.根据权利要求7所述的测试设备自动校准系统，其特征在于，所述测试设备自动校准系统还包括通用计数器，所述通用计数器与所述待校准示波器以及所述标准示波器相连。

10.根据权利要求7所述的测试设备自动校准系统，其特征在于，所述待校准信号发生器和标准信号发生器通过GPIB总线与选通模块相连。

11.根据权利要求7所述的测试设备自动校准系统，其特征在于，所述待校准示波器和标准示波器通过GPIB总线与选通模块相连。

12.根据权利要求6所述的测试设备自动校准系统，其特征在于，所述自动校准仪还包括用于输出校准结果报告的打印机，所述打印机与所述控制器相连。

13.一种测试设备自动校准方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S10、控制器根据预定设置信息生成选通命令，并将选通命令发送给选通模块；

14.根据权利要求13所述的测试设备自动校准方法，其特征在于，所述选通命令包括待校准测试设备ID及其通信通道ID、待校准测试设备ID及其通信通道ID。

15.根据权利要求13所述的测试设备自动校准方法，其特征在于，校准完成之后，所述测试设备自动校准方法还包括：

步骤S40、通过打印机输出校准结果报告；所述校准结果报告包括：校准过程数据和/或校准结果。

16.根据权利要求13所述的测试设备自动校准方法，其特征在于，生成选通命令之前，所述测试设备自动校准方法还包括：获取所述预定设置信息，所述预定设置信息包括：选择的待校准测试设备以及校准项目。