CN107247246A - 一种示波器测量数据的校准方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种示波器测量数据的校准方法，该方法包括：在实际测量中，采用示波器测量被测对象输出的第一电压值；实时采集示波器测量的第一电压值；通过预设的校准表对第一电压值进行实时校准。本发明实施例还公开了一种示波器测量数据的校准装置。通过本发明实施例方案，能够对示波器测量的动态电压值进行实时校准，提高了测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及电子测量技术领域，尤指一种示波器测量数据的校准方法和装置。
背景技术
在电子测量过程中，示波器的应用越来越广泛，示波器可以测量各种波形的电压幅度，既可以测量直流电压和正弦电压，又可以测量脉冲或非正弦电压的幅度。但是示波器的测量结果受环境温度等因素影响，一般相较于万用表，得到的电压值会有几毫伏到十几毫伏的误差，通常的做法是在某一静态电压下，采用万用表对示波器进行校准，但是该方法不能在示波器测试动态的电压波形时，实时校准。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种示波器测量数据的校准方法和装置，能够对示波器测量的动态电压值进行实时校准，提高测量精度。
为了达到本发明目的，本发明实施例提供了一种示波器测量数据的校准方法，该方法包括：
在实际测量中，采用示波器测量被测对象输出的第一电压值；
实时采集示波器测量的第一电压值；
通过预设的校准表对第一电压值进行实时校准。
可选地，通过预设的校准表对所述第一电压值进行实时校准包括：
将第一电压值与校准表上记载的第二电压值相比较；
通过第二电压值对第一电压值进行校准；
其中，第二电压值为万用表的测量值。
可选地，该方法还包括：
在采用示波器进行实际测量之前，将示波器、万用表和直流电源互联起来，形成一套校准子装置，并将校准子装置与个人计算机PC机相连。
可选地，该方法还包括：
控制直流电源按照预设步长输出一系列电压值；
分别采用示波器和万用表对直流电源输出的每一个电压值进行测量，分别产生一组示波器测量值和一组万用表测量值；
将该示波器测量值和万用表测量值对应存储，形成校准表。
可选地，该方法还包括：对示波器测量数据的校准结果进行保存，并生成校准报告。
为了达到本发明目的，本发明实施例提供了一种示波器测量数据的校准装置，该装置包括：示波器和虚拟仪器LabVIEW控制模块。
示波器，用于在实际测量中测量被测对象输出的第一电压值；
LabVIEW控制模块，用于实时采集示波器测量的第一电压值；
LabVIEW控制模块，还用于通过预设的校准表对第一电压值进行实时校准。
可选地，LabVIEW控制模块通过预设的校准表对第一电压值进行实时校准包括：
将第一电压值与校准表上记载的第二电压值相比较；
通过第二电压值对第一电压值进行校准；
其中，第二电压值为万用表的测量值。
可选地，该装置包括：万用表、直流电源和个人计算机PC机。
在采用示波器进行实际测量之前，将示波器、万用表和直流电源互联起来，形成一套校准子装置，该校准子装置与PC机相连，其中，PC机中安装有LabVIEW控制模块。
可选地，
LabVIEW控制模块，还用于在采用示波器进行实际测量之前，控制直流电源按照预设步长输出一系列电压值；
示波器，还用于对直流电源输出的每一个电压值进行测量，产生一组示波器测量值；
万用表，用于对直流电源输出的每一个电压值进行测量，产生一组万用表测量值；
LabVIEW控制模块，还用于将示波器测量值和万用表测量值对应存储，形成校准表。
可选地，LabVIEW控制模块，还用于对示波器测量数据的校准结果进行保存，并生成校准报告。
本发明实施例包括：在实际测量中，采用示波器测量被测对象输出的第一电压值；实时采集示波器测量的第一电压值；通过预设的校准表对第一电压值进行实时校准。通过本发明实施例方案，能够对示波器测量的动态电压值进行实时校准，提高了测量精度。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明实施例技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明实施例技术方案的限制。
图1为本发明实施例的示波器测量数据的校准方法流程图；
图2为本发明实施例的通过校准表对第一电压值进行实时校准的方法流程图；
图3为本发明实施例的校准子装置结构示意图；
图4为本发明实施例的校准表生成方法流程图；
图5为本发明实施例的示波器测量数据的校准装置组成框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
为了达到本发明目的，本发明实施例提供了一种示波器测量数据的校准方法，如图1所示，该方法包括S101-S103：
S101、在实际测量中，采用示波器测量被测对象输出的第一电压值。
在本发明实施例中，在日常测试中，通常采用示波器测量动态的电压信号，并对该电压信号进行形态分析，包括频率、幅度、占空比等等，但是示波器测量的电压值仍然难以达到万用表的精度。本发明实施例提出了一种在采用示波器测量电压值时对该电压值进行实时校准的方法，所用的仪器均采用电子测量常见仪器，成本较低，易于实现，且操作简单。并且，在整个校准过程中，可以采用虚拟仪器LabVIEW程序控制，能有效提高测试效率。
在本发明实施例中，在实际测量时，可以首先采用示波器测量被测对象输出的电压值，即上述的第一电压值。需要说明的是，该第一电压值与下述的第二电压值只是用于区分不同仪器测量的电压值，不代表第几个以及第几次则量的电压值。另外，示波器测量电压值的方法已经属于成熟技术，在此不再赘述，并且对于其具体实现方法不做限制。
S102、实时采集示波器测量的第一电压值。
在本发明实施例中，通过上述步骤测量出被测对象输出的电压值以后，便可以进一步对该第一电压值进行采集，以对该第一电压值进行校正。具体地，可以采用虚拟仪器LabVIEW完成第一电压值的采集，也可以采用预设的数据采集装置、电路或模块对该第一电压值进行采集，在此对于其具体实现方法不做限制。
S103、通过预设的校准表对第一电压值进行实时校准。
在本发明实施例中，通过上述步骤采集到示波器测量的第一电压值以后，便可以对该第一电压值进行校正。该矫正过程可以通过LabVIEW完成，也可以通过其他的处理软件、芯片、装置或设备等完成，对于具体实现方式不做限制。
可选地，如图2所示，通过预设的校准表对所述第一电压值进行实时校准可以包括S201-S202：
S201、将第一电压值与校准表上记载的第二电压值相比较。
在本发明实施例中，可以预先设置一个校准表，该校准表上记录有依次相对应的示波器测量值和万用表测量值，采集到示波器测量的第一电压值以后，便可以将该第一电压值与校准表记录的多个万用表测量值，即上述的第二电压值相比较，以通过该第一电压值的具体数值首先确定出所对应的多个第二电压值中的哪一个。
在本发明实施例中，预先建立一个校准表可以通过下述方案实现。
可选地，该方法还包括：
在采用示波器进行实际测量之前，将示波器、万用表和直流电源采用GPIB(通用接口总线)连接线互联起来，形成一套校准子装置，并将校准子装置采用GPIB-USB-HS线与个人计算机PC相连。
在本发明实施例中，可以首先进行硬件连接，并且需要在采用示波器进行实际测量之前完成，以及时获取该校验表。具体地，可以将示波器、万用表和直流电源采用通用接口总线GPIB连接线互联起来，形成一套校准子装置，如图3所示。并且可以将该校准子装置采用GPIB-USB-HS线与个人计算机PC相连，以通过PC机上的LabVIEW或其他的处理软件、控制软件等完成电压值的校准以及对示波器、万用表和直流电源的控制和数据采集。
可选地，如图4所示，该方法还包括S301-S302：
S301、控制直流电源按照预设步长输出一系列电压值。
在本发明实施例中，基于上述的硬件连接，便可以通过PC机上的LabVIEW对直流电源进行控制，以使得直流电源输出一系列范围可控、精度可调的电压值。并且可以预先设置该一系列电压值的范围，以实现对预设范围内的电压值进行实时校准。
在本发明实施例中，该预设步长可以理解为预设的输出周期，也可以理解为预设的电压差值。并且该预设步长可以根据不同的应用场景或需求进行调节，步长越短，校准表越精确。对于预设步长的具体数值不做限制。
S302、分别采用示波器和万用表对直流电源输出的每一个电压值进行测量，分别产生一组示波器测量值和一组万用表测量值。
在本发明实施例中，万用表和示波器可以同时对直流电源输出的这一系列电压值进行测量，并分别产生一组示波器测量值和一组万用表测量值。
在本发明实施例中，该万用表可以包括但不限于多功能数字万用表。
S303、将该示波器测量值和万用表测量值对应存储，形成校准表。
在本发明实施例中，通过上述步骤获取一系列示波器测量值和万用表测量值后，可以将该波器测量值和万用表测量值一一对应起来并进行存储，形成一个完整的、所需测试电压范围内的校准表。
S202、通过第二电压值对第一电压值进行校准；其中，第二电压值为万用表的测量值。
在本发明实施例中，通过上述步骤获取该校准表后，便可以从多个示波器测量值中获取与该第一电压值对应的第一示波器测量值，并根据该校准表中一一对应的示波器测量值和万用表测量值获取与该第一示波器测量值对应的第一万用表测量值，也即上述的第二电压值，从而获取当前示波器测试出的第一电压值对应的万用表应该测量出的电压值，即该第一万用表测量值(第二电压值)，并且采用该第二电压值对第一电压值进行校准。具体地，可以是直接采用第二电压值替换第一电压值。
在本发明实施例中，该第一电压值可以包括电压信号的最大值、最小值和/或均值等，同理，校准表中的示波器测量值和万用表测量值可以包括电压信号的最大值、最小值和/或均值等。
可选地，该方法还包括：对示波器测量数据的校准结果进行保存，并生成校准报告。
在本发明实施例中，对示波器测量数据校准完毕之后，还可以对校准过程以及结果进行记录，并生成校准报告，以便测量人员能够直观跌了解到校准过程与结果。
为了达到本发明目的，本发明实施例提供了一种示波器测量数据的校准装置1，需要说明的是，上述的方法实施例中的任何实施例均适用于该装置实施例中，在此不再赘述。如图5所示，该装置可以包括：示波器11和虚拟仪器LabVIEW控制模块12。
示波器11，用于在实际测量中测量被测对象输出的第一电压值；
LabVIEW控制模块12，用于实时采集示波器11测量的第一电压值；
LabVIEW控制模块12，还用于通过预设的校准表对第一电压值进行实时校准。
可选地，LabVIEW控制模块12通过预设的校准表对第一电压值进行实时校准包括：
将第一电压值与校准表上记载的第二电压值相比较；
通过第二电压值对第一电压值进行校准；
其中，第二电压值为万用表的测量值。
可选地，该装置包括：万用表13、直流电源14和个人计算机PC机15。
在采用示波器11进行实际测量之前，将示波器11、万用表13和直流电源14互联起来，形成一套校准子装置，该校准子装置与PC机15相连，其中，PC机15中安装有LabVIEW控制模块12。
可选地，
LabVIEW控制模块12，还用于在采用示波器进行实际测量之前，控制直流电源按照预设步长输出一系列电压值；
示波器11，还用于对直流电源输出的每一个电压值进行测量，产生一组示波器测量值；
万用表13，用于对直流电源输出的每一个电压值进行测量，产生一组万用表测量值；
LabVIEW控制模块12，还用于将示波器测量值和万用表测量值对应存储，形成校准表。
可选地，LabVIEW控制模块12，还用于对示波器测量数据的校准结果进行保存，并生成校准报告。
本发明实施例包括：在实际测量中，采用示波器测量被测对象输出的第一电压值；实时采集示波器测量的第一电压值；通过预设的校准表对第一电压值进行实时校准。通过本发明实施例方案，能够对示波器测量的动态电压值进行实时校准，提高了测量精度。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种示波器测量数据的校准方法，其特征在于，所述方法包括：
在实际测量中，采用示波器测量被测对象输出的第一电压值；
实时采集所述示波器测量的所述第一电压值；
通过预设的校准表对所述第一电压值进行实时校准。
2.如权利要求1所述的示波器测量数据的校准方法，其特征在于，所述通过预设的校准表对所述第一电压值进行实时校准包括：
将所述第一电压值与所述校准表上记载的第二电压值相比较；
通过所述第二电压值对所述第一电压值进行校准；
其中，所述第二电压值为万用表的测量值。
3.如权利要求1所述的示波器测量数据的校准方法，其特征在于，所述方法还包括：
在采用示波器进行实际测量之前，将所述示波器、万用表和直流电源互联起来，形成一套校准子装置，并将所述校准子装置与个人计算机PC机相连。
4.如权利要求3所述的示波器测量数据的校准方法，其特征在于，所述方法还包括：
控制所述直流电源按照预设步长输出一系列电压值；
分别采用所述示波器和所述万用表对所述直流电源输出的每一个电压值进行测量，分别产生一组示波器测量值和一组万用表测量值；
将所述示波器测量值和所述万用表测量值对应存储，形成所述校准表。
5.如权利要求1所述的示波器测量数据的校准方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述示波器测量数据的校准结果进行保存，并生成校准报告。
6.一种示波器测量数据的校准装置，其特征在于，所述装置包括：示波器和虚拟仪器LabVIEW控制模块；
所述示波器，用于在实际测量中测量被测对象输出的第一电压值；
所述LabVIEW控制模块，用于实时采集所述示波器测量的所述第一电压值；
所述LabVIEW控制模块，还用于通过预设的校准表对所述第一电压值进行实时校准。
7.如权利要求6所述的示波器测量数据的校准装置，其特征在于，所述LabVIEW控制模块通过预设的校准表对所述第一电压值进行实时校准包括：
将所述第一电压值与所述校准表上记载的第二电压值相比较；
通过所述第二电压值对所述第一电压值进行校准；
其中，所述第二电压值为万用表的测量值。
8.如权利要求6所述的示波器测量数据的校准方法，其特征在于，所述装置包括：万用表、直流电源和个人计算机PC机；
在采用所述示波器进行实际测量之前，将所述示波器、所述万用表和所述直流电源互联起来，形成一套校准子装置，所述校准子装置与PC机相连，其中，所述PC机中安装有所述LabVIEW控制模块。
9.如权利要求8所述的示波器测量数据的校准装置，其特征在于，
所述LabVIEW控制模块，还用于在采用所述示波器进行实际测量之前，控制所述直流电源按照预设步长输出一系列电压值；
所述示波器，还用于对所述直流电源输出的每一个电压值进行测量，产生一组示波器测量值；
所述万用表，用于对所述直流电源输出的每一个电压值进行测量，产生一组万用表测量值；
所述LabVIEW控制模块，还用于将所述示波器测量值和所述万用表测量值对应存储，形成所述校准表。
10.如权利要求6所述的示波器测量数据的校准装置，其特征在于，所述LabVIEW控制模块，还用于对所述示波器测量数据的校准结果进行保存，并生成校准报告。
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