CN108885247A - 用于校准直流电压功能的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明构思涉及多功能仪表和仪表校准器的DC电压功能校准装置。DC电压功能校准装置包括：第一仪表校准器，其配置为被校准到参考点的参考值且具有第一正端子和第一负端子；第二仪表校准器，其配置为被校准到该参考点的参考值且具有第二正端子和连接到第一负端子的第二负端子；数字万用表，其具有连接到第一正端子的第三正端子和连接到第二正端子的第三负端子；和DC电压校准电路，其配置为进行控制，以基于在第一仪表校准器和第二仪表校准器中设置的参考值，使用数字万用表通过将电压值上转换或下转换来校准其他点的DC电压。

Description

用于校准直流电压功能的设备和方法
技术领域
本公开涉及测量装置，并且更具体地，涉及多功能仪表校准器的DC电压功能校准装置和方法。
背景技术
多功能仪表和仪表校准器是在未来高技术工业(例如，智能通信电子、电动汽车和医疗诊断)中广泛使用的测量仪器。例如，多功能仪表和仪表校准器是多功能仪器，其用来测量多达1千伏(kV)的DC电压、最大频率1兆赫兹(Mhz)的AC电压、多达1安培(A)的DC电流、最大频率10Mhz(兆赫兹)的AC电流和多达1千兆欧姆(GΩ)的电阻。
作为用于校准多功能仪表的仪器，多功能仪表校准器可以是这样的装置，其可以针对多功能仪表的DC电压、AC电压、DC电流、AC电流和电阻这五个测量功能中的每一个在上述范围内校准电压值、电流值和电阻值，并且可以具有比多功能仪表更高的稳定性。通常，应当使用多功能仪表校准器通过直接比较DC电压、AC电压、DC电流、AC电流和电阻与更高的国家标准来完成校准操作。
然而，多功能仪表校准器必须在取决于功能的各种校准点(测量的DC电压、AC电压、DC电流、AC电流和电阻)处被校准。当针对该多功能仪表校准器(或多功能仪表)在关于被校准的DC电压的各种点处进行校准时，随着校准的点(DC电压)的数量增加，需要更多时间和更多成本。
发明内容
技术问题
本公开提供用于多功能仪表和仪表校准器的DC电压功能校准装置和方法，其可以节省关于DC电压的各种点的校准的时间和成本。
本公开还提供用于校准多功能仪表校准器的DC电压的大范围的点的DC电压功能校准装置和方法。
技术方案
根据本发明构思，一种DC电压功能校准装置，包括：第一仪表校准器，其配置为被校准到参考点的参考值且具有第一正端子和第一负端子；第二仪表校准器，其配置为被校准到所述参考点的所述参考值且具有第二正端子和连接到所述第一负端子的第二负端子；数字万用表，其具有连接到所述第一正端子的第三正端子和连接到所述第二正端子的第三负端子；和DC电压校准电路，其配置为进行控制，以基于在所述第一仪表校准器和所述第二仪表校准器中设置的所述参考值，使用所述数字万用表通过将电压值上转换或下转换来校准其他点的DC电压。
在实施例中，当针对第一仪表校准器和第二仪表校准器中的一个，通过更高标准装置利用作为参考值的参考值校准DC电压校准电路时，第一正端子可连接到第二负端子且第二负端子可连接到第一正端子以将负极性的电压校准到另一仪表校准器。
在实施例中，利用作为相对于校准到第一仪表校准器和第二仪表校准器的电压的扩展点的参考的组合电压、通过校准，DC电压校准电路可向上扩展数字万用表的第三正端子的正极性点和第三负端子的负极性点。
在实施例中，DC电压校准电路可通过根据向上扩展的操作的n次迭代来校准对应于相对于参考值的2n倍或2n+1倍的点。
在实施例中，DC电压校准电路可将与将在针对第一仪表校准器和第二仪表校准器校准的点中的最小点除以整数倍相对应的低点确定为虚拟参考点，将通过向上扩展而获得的值与最小点的参考值进行比较以获得状态偏差，并通过状态偏差对指派给虚拟参考点的虚拟参考值进行校准以校准虚拟参考点。
在实施例中，DC电压校准电路可使用数字万用表测量第一仪表校准器和第二仪表校准器的组合电压，并且在测量第一仪表校准器和第二仪表校准器之间的差电压之后、通过根据组合电压和差电压对第一仪表校准器和第二仪表校准器的输出值的计算，通过校准来向下扩展对应于最小点的一半的点。
在实施例中，DC电压校准电路可通过根据向下扩展的操作的n次迭代来校准对应于相对于参考值的1/2n倍的点。
根据本发明构思，一种DC电压功能校准方法，包括：针对第一仪表校准器和第二仪表校准器中的一个，通过更高标准装置将参考点校准为参考值；将第一仪表校准器的第一正端子连接到第二仪表校准器的第二负端子并将第二仪表校准器的第二正端子连接到第一仪表校准器的第一负端子，以将负极性的电压校准到另一仪表校准器；将第一正端子连接到数字万用表的第三正端子，将第二正端子连接到数字万用表的第三负端子，且将第一负端子连接到第二负端子；基于作为相对于校准到第一仪表校准器和第二仪表器校准的电压的扩展点的参考的组合点，校准数字万用表的正极性点和负极性点；以及基于在第一仪表校准器和第二仪表校准器中设置的参考值，使用数字万用表，通过将电压值上转换或下转换来校准其他点的DC电压。
在实施例中，控制以通过上转换校准其他点的DC电压可包括：基于作为扩展点的组合电压，通过相对于校准到第一仪表校准器和第二仪表校准器的电压的校准操作的迭代，向上扩展数字万用表的第三正端子的正极性点和第三负端子的负极性点。
在实施例中，控制以通过上转换校准其他点的DC电压可包括：将与将在针对第一仪表校准器和第二仪表校准器校准的点中的最小点除以整数倍相对应的低点确定为虚拟参考点；将通过向上扩展而获得的值与最小点的参考值进行比较以获得状态偏差；以及通过状态偏差对指派给虚拟参考点的虚拟参考值进行校准以校准虚拟参考点。
在实施例中，控制以通过下转换校准其他点的DC电压包括：使用数字万用表测量第一仪表校准器和第二仪表校准器的组合电压；测量第一仪表校准器和第二仪表校准器之间的差电压；以及通过根据组合电压和差电压对第一仪表校准器和第二仪表校准器的输出值的计算，通过校准来向下扩展对应于最小点的一半的点。
有益效果
关于本发明构思的DC电压功能校准方法，当根据功能基于一个参考点执行校准时，由于可以校准大范围的点以满足标准，因此，这节省了DC电压校准的时间和成本。
附图说明
图1是示出根据发明构思的多功能仪表校准器的DC电压功能校准装置的结构的示图。
图2是示出在根据发明构思的DC电压校准电路中的DC电压的示例性向上校准操作的流程图。
图3是示出在根据发明构思的DC电压校准电路中的DC电压的示例性向下校准操作的流程图。
用于实施本发明的最佳模式
图1示出了本发明构思的实施方式的最佳模式。
具体实施方式
在下文中，将参考附图更详细地描述本发明构思的优选实施例。在下面的描述中，应当注意，仅描述了理解根据本发明构思的操作所必须的部分，并且省略了其他部分的描述以不混淆本发明构思的范围。
本发明构思提供用于校准多功能仪表和多功能仪表校准器的DC电压的DC电压功能校准装置和方法。在以下说明中，为了便于解释，将描述仪表校准器(即，多功能仪表校准器)，且在使用多功能仪表而不是多功能仪表校准器时，该多功能仪表的DC电压可被校准。
图1是示出根据发明构思的多功能仪表校准器的DC电压功能校准装置的结构的示图。
参考图1，DC电压功能校准装置100包括第一仪表校准器110、第二仪表校准器120、数字万用表130和DC电压校准电路140。
第一仪表校准器110包括第一正(+)端子111和第一负(-)端子112。
第二仪表校准器120包括第二正端子121和第二负端子122。在此，第一仪表校准器110的第一负端子112和第二仪表校准器120的第二负端子122彼此连接。
数字万用表130包括第三正端子131和第三负端子132。此时，第三正端子131连接到第一仪表校准器110的第一正端子111，且第三负端子132连接到第二仪表校准器120的第二正端子121。数字万用表130可以是高分辨率数字万用表。
DC电压校准电路140连接到第一仪表校准器110和第二仪表校准器120以及数字万用表130。通过这种方式，通过第一仪表校准器110和第二仪表校准器120以及数字万用表130的操作控制，DC电压校准电路140控制对通过正端子111、121和131和负端子112、122和132输入的DC电压值进行点校准，并使用校准的点控制DC电压的输出操作。
此外，第一仪表校准器110和第二仪表校准器120或数字万用表130是用来测量大范围的DC电压的装置，且DC电压的测量范围被分成多个十进制间隔，如，-100mV至100mV、-1V至1V、-10V至10V、-100V至100V以及-1000V至1000V(或-220mV至220mV、-2.2V至2.2V、-22V至22V、-220V至220V以及-1000V至1000V)。
例如，第一仪表校准器110的参考点的参考值可给定为例如10V。然而，参考点的参考值的10V被示例性地描述，且可设置为除了10V之外的各种值。此时，基于更高的标准装置(例如，诸如作为由更高的标准权限提供的装置的Zener(齐纳)标准装置)设置参考值。此后，可通过数字万用表130基于第一仪表校准器110校准负参考值(-10V)的参考点。数字万用表130通过第一仪表校准器110校准具有10V的参考值的参考点，并使用数字万用表130校准第二仪表校准器120。
在下文中，将针对DC电压基于参考点描述上限的校准和下限的校准。在下文中，为了便于解释，描述了第一仪表校准器110和数字万用表130的指示值具有正极性而第二仪表校准器120的指示值具有负极性。然而，取决于实施方式，第一仪表校准器110、第二仪表校准器120和数字万用表130可以被配置成具有不同极性。
首先，针对第一仪表校准器110和第二仪表校准器120中的一个，校准满足标准的一个参考点。
首先，DC电压校准电路140将之前经过校准的点中的一个点设置为相对于第一仪表校准器110和第二仪表校准器120分别具有正极性和负极性。此后，DC电压校准电路140使用第一仪表校准器110和第二仪表校准器120的组合电压作为扩展点的参考，来校准数字万用表130的扩展点。DC电压校准电路140可以基于数字万用表130的扩展点校准第一仪表校准器110的正极性点和第二仪表校准器120的负极性点。
第二，DC电压校准电路140将之前经过校准的点中的一个点设置为相对于第一仪表校准器110和第二仪表校准器120分别具有正极性和负极性。DC电压校准电路140测量在第一仪表校准器110和第二仪表校准器120中设置的极性的组合电压作为校准的数字万用表130的值，并在测量第一仪表校准器110和第二仪表校准器120之间的差电压之后，根据和电压和差电压值来计算两个仪表校准器的输出以校准这样的点，该点是最小点的一半。
第三，DC电压校准电路140确定与将之前经过校准的点中的最小点除以整数倍相对应的低点作为虚拟参考点。DC电压校准电路140临时指派所确定的参考点作为虚拟参考值，并通过将通过执行先前描述的从虚拟参考点至最小点的向上扩展校准过程而获得的值与最小点的参考值进行比较，来获得相对偏差。DC电压校准电路140可以通过相对偏差对指派给虚拟参考点的虚拟参考值进行校准以校准虚拟参考点。
当例如DC电压校准电路140通过更高标准装置校准第一仪表校准器110的一个点的DC电压值时，DC电压校准电路140可以通过上转换或下转换来校准第一仪表校准器110的多个点和第二仪表校准器120和数字万用表130的多个点。
通过这种方式，由于可使用校准的一个点校准其他点而不用必须使用更高标准装置校准所有点，因此可以节省用于校准仪表校准器(或多功能仪表、多功能仪表校准器)的DC电压功能的时间和成本。
图2是示出根据图1的DC电压功能校准装置的向上范围校准的示图。
参考图2，通过更高标准装置(未示出)，对作为DC电压值的参考值(10V)相对于第一仪表校准器110的一个参考点进行校准(操作S110)。在本文中，为了便于解释，参考值被设置为10V，但其可以被设置为10V以外的DC电压值。
DC电压校准电路140使用第一仪表校准器110的参考值校准第二仪表校准器120的参考点(操作S120)。DC电压校准电路140利用第一仪表校准器110的10V的参考值校准第二仪表校准器120的-10V的点。此时，DC电压校准电路140可通过开关进行控制，使得第一仪表校准器110的第一正端子111连接到第二仪表校准器120的第二负端子122，且第一仪表校准器110的第一负端子112连接到第二仪表校准器120的第一正端子121。通过这种方式，第一仪表校准器110的正端子111和负端子112以及第二仪表校准器120的正端子121和负端子122彼此连接。
DC电压校准电路140使用第一仪表校准器110和第二仪表校准器120校准到这样的点，其是数字万用表130的参考值的两倍(操作S130)。在如图1中所示的连接状态下，DC电压校准电路140可控制第一仪表校准器110输出10V并控制第二仪表校准器120输出-10V，从而DC电压校准电路140可以将数字万用表130的值设置为20V。此时，当通过数字万用表130的第三正端子131输入10V的电压且通过第三负端子132输入-10V的电压时，由于它们是通过具有负极性的第三负端子133的输入，因此它们可以变为10V且组合电压可变为20V。
在此，操作S110至S130被称为置换方法。这被称为第一仪表校准器110、第二仪表校准器120和数字万用表130的基础校准。
DC电压校准电路140使用数字万用表130利用作为之前经过校准的点的两倍的点校准第一仪表校准器110(操作S140)。DC电压校准电路140通过控制数字万用表130输出经过校准的20V来校准第一仪表校准器110的20V的点。
DC电压校准电路140使用数字万用表130利用作为之前经过校准的点的两倍的点校准第二仪表校准器110(操作S150)。DC电压校准电路140通过控制数字万用表130输出经过校准的-20V来校准第一仪表校准器110的20V的点。
DC电压校准电路140使用第一仪表校准器110和第二仪表校准器120校准数字万用表130(操作S160)。此时，当DC电压校准电路140控制第一仪表校准器110输出20V的校准点且控制第二仪表校准器120输出-20V的校准点时，DC电压校准电路140可利用40V的点(其是之前校准的点的两倍)校准数字万用表130。DC电压校准电路140确定校准操作是否完成(操作S170)。此时，DC电压校准电路140在校准操作完成时结束。
然而，如果校准操作未完成，则DC电压校准电路140进行到操作S140。此后，在DC电压校准电路140通过交替至在上面校准的10V、20V和40V点之后的两倍的点来对第一仪表校准器110、第二仪表校准器120和数字万用表130进行互校准时，DC电压校准电路140可以继续校准80V和160V量级的扩展的点。因此，通过用于将之前扩展的点扩展至2倍而成为新的参考点的方法的n次迭代，可执行在对应于2n倍的点处的关于第一仪表校准器110、第二仪表校准器120和数字万用表130的基础校准。
与此不同的是，在操作S160中，当DC电压校准电路140控制第一仪表校准器110输出10V且控制第二仪表校准器120输出-20V时，DC电压校准电路140可以校准数字万用表130的30V的点。此后，DC电压校准电路140将数字万用表130的输出设置为30V，由此，其校准第一仪表校准器110和第二仪表校准器120的30V的点。当第一仪表校准器110经控制输出10V且第二仪表校准器120经控制输出-30V时，可以校准数字万用表130的40V的点。以这种方式的扩展方法可校准对应于2n+1的点。
通过这种方式，可以以参考点的k倍间隔扩展且校准对应于参考点的kn+l倍的点。在此，k和l的值为0,1,2,...。
作为上述操作的示例，可根据每个扩展操作以各种方式设置第一仪表校准器110和第二仪表校准器120的组合。n倍扩展的校准点Pn可配置为将从开始到上一次扩展操作获得的多个中的一个设置给第一仪表校准器110和第二仪表校准器120，且由于第一仪表校准器110和第二仪表校准器120之和通过数字万用表130确定，其可通过以下公式1表达。
[公式1]
Pn＝(an+bn)P0
在此，n是自然数(1,2,3,...)。an是第一仪表校准器110与小于或等于2n-1的正整数的乘积，且bn是第二仪表校准器120与小于或等于2n-1的正整数的乘积。P0是参考点。
当扩展的电压值的公式通过公式1表达时，针对校准点Pn的仪表校准器或数字万用表130的校准值Vn可以通过以下公式2表达。
[公式2]
Vn＝(an+bn)(1+δ(an，bn))V0
在此，δ(an，bn)是an+bn组合的校准值的相对校正值，且V0是参考点的参考值。
由于第一仪表校准器110、第二仪表校准器120和数字万用表130的测量范围被分成诸如10V或更小、100V或更小、和1000V或更小的十进制间隔，因此该间隔应当被分成且校准为参考电压的10倍的单位。
例如，当DC电压校准电路140将10V校准到初始参考电压时，第一仪表校准器110、第二仪表校准器120和数字万用表130校准10V、30V、50V、70V、90V和100V以校准100V以下的范围。在此，当DC电压校准电路140将校准的100V设置为参考电压时，第一仪表校准器110、第二仪表校准器120和数字万用表130校准300V、500V、700V、900V和1000V。以此方式，针对下一个间隔，通过使用上一个间隔的最大点作为新的参考点，DC电压校准电路140可以重复校准第一仪表校准器110、第二仪表校准器120和数字万用表130的操作。
图3是示出在根据发明构思的DC电压校准电路中的DC电压的示例性向下校准操作的流程图。
参考图3，通过更高标准装置(未示出)，对作为DC电压值的参考值(10V)相对于第一仪表校准器110的一个参考点进行校准(操作S210)。在本文中，为了便于解释，参考值被设置为10V，但其可以被设置为10V以外的DC电压值。
DC电压校准电路140使用第一仪表校准器110的参考值校准第二仪表校准器120的参考点(操作S220)。DC电压校准电路140利用第一仪表校准器110的10V的参考值校准第二仪表校准器120的-10V的点。此时，DC电压校准电路140可通过开关进行控制，使得第一仪表校准器110的第一正端子111连接到第二仪表校准器120的第二负端子122，且第一仪表校准器110的第一负端子112连接到第二仪表校准器120的第一正端子121。通过这种方式，第一仪表校准器110的正端子111和负端子112以及第二仪表校准器120的正端子121和负端子122彼此连接。
DC电压校准电路140使用第一仪表校准器110和第二仪表校准器120校准到这样的点，其是数字万用表130的参考值的两倍(操作S230)。在如图1中所示的连接状态下，DC电压校准电路140控制第一仪表校准器110输出10V并控制第二仪表校准器120输出-10V，从而DC电压校准电路140可以将数字万用表130的值设置为20V。此时，当通过数字万用表130的第三正端子131输入10V的电压且通过第三负端子132输入-10V的电压时，由于它们是通过具有负极性的第三负端子132的输入，因此它们可以变为10V且组合电压可变为20V。
DC电压校准电路140将第一仪表校准器110设定为之前校准点的一半并使用数字万用表130测量设定的值(操作S240)。DC电压校准电路140将第一仪表校准器110设置为5V并进行控制以输出5V的设定的值。此后，DC电压校准电路140使用数字万用表130测量第一仪表校准器110的输出值V1。
DC电压校准电路140将第二仪表校准器120设定为之前校准点的一半并使用数字万用表130测量设定的值(操作S250)。DC电压校准电路140将第二仪表校准器120设置为-5V并进行控制以输出-5V的设定的值。此后，DC电压校准电路140使用数字万用表130测量第二仪表校准器120的输出值V1。
DC电压校准电路140设置数字万用表130的输入极性以读取双极指示值(+5V)。通过这种方式，可获得输出值V1和V2。
DC电压校准电路140将第一仪表校准器110和第二仪表校准器120以相反极性彼此串联连接并使用数字万用表测量第一仪表校准器110和第二仪表校准器120(S240)(操作S260)。此时，数字万用表130测量的值称为U3。例如，当第一仪表校准器110被设置为5V且第二仪表校准器120被设置为-5V时，第一仪表校准器110和第二仪表校准器120的输出值被分别定义为未知数X1和-X2。X1和X2是正数且具有的关系。当将X1和X2的值相加时，得到U3(X1+X2＝U3)。通常，第一仪表校准器110和第二仪表校准器120的值之间的差非常小，且具有高分辨率的数字万用表130的线性度极佳。这可通过以下公式3表达。
[公式3]
通过这种方式，X1和X2可通过以下公式4表达。
[公式4]
X1＝(U3+V1-V2)/2
X2＝(U3-V1+V2)/2
使用公式4，DC电压校准电路140可得到两个仪表校准器的5V的输出值。
DC电压校准电路140使用公式4将第一仪表校准器110和第二仪表校准器120校准为之前的校准点的一半(操作S270)。此时，DC电压校准电路140校准第一仪表校准器110中的5V的点和第二仪表校准器120中的-5V的点。
DC电压校准电路140使用第一仪表校准器110(或第二仪表校准器120)校准数字万用表130。
通过这种方式，DC电压校准电路140将第一仪表校准器110、第二仪表校准器120和数字万用表130校准为5V，其是参考点的一半。
DC电压校准电路140确定校准操作是否完成(操作S290)。DC电压校准电路140在校准操作完成时结束。然而，如果校准操作未完成，则DC电压校准电路140继续到操作S240以进行向下校准。
以此方式，如果使用在之前的操作中通过将之前的校准点减半来向下扩展校准点而得到的向下扩展后的点作为新的参考点，将上述向下扩展过程重复n次，则第一仪表校准器110、第二仪表校准器120和数字万用表130可校准对应于参考点的1/2n的点，例如，5V、2.5V、1.25V、0.625V和0.3125V。
另一方面，如果倒转设置公式2，则与将对应于用于向下扩展的初始参考值V0的参考点P0除以整数倍相对应的点被确定为向下校准点，且向下校准点被设置为参考点P-n，然后，该值被定义为X。选择向上扩展方法生成参考点P0和P-n的缩放整数值，并确定扩展数n和扩展常数an和bn。利用X值将任意预测的值确定为是虚拟参考值(例如，确定数字万用表130的校正值为0)，并执行公式2的n次扩展的校准。此时，从虚拟参考值X扩展的值Y可通过以下公式5表达。
[公式5]
Y＝(an+bn)(1+δ(an，bn))V0
如果虚拟参考点值X正确，则Y的值应当是原始参考值V0。即，如果期望的向下校准的点P-n的实际值被定义为vn，则建立以下公式6。
[公式6]
V0＝(an+bn)(1+δ(anbn))vn
如果在Y和V0之间存在差，则可得到该差值。如果相对差被确定为d，则建立以下公式7。
[公式7]
Y＝V0(1+d)
通过这种方式，可得到下面的公式8。
[公式8]
V0(1+d)＝(an+bn)(1+δ(an，bn))X
当假设要被校准的向下校准点P-n的实际值为vn，则建立以下公式9。
[公式9]
vn＝V0/(an+bn)(1+δ(an，bn))＝X/(1+d)
以此方式，设置虚拟参考点，且将通过执行从虚拟参考点开始的向上校准而获得的结果值与之前经过校准的值进行比较，使得可以通过校正虚拟参考点值来执行向下转换。例如，10V的初始参考点可向下扩展到1V，且当得到了1V的校准值时，对于3V、5V、7V和9V的点，可通过应用图2的向上扩展来执行校准。替代地，可结合对应于1/2n的低点校准方案执行各种向下的点校准。例如，作为第一向下扩展方法，其可利用10V的初始参考点向下扩展到5V，且然后将虚拟的1V参考值向上扩展到5V(1V->2V->3V->5V)以得到最终的操作d。然后，可通过使用公式6获得1V的点的校准值。然后，还可使用在上一次执行的虚拟向上扩展过程中得到的值计算2V和3V的校准值。通过向上扩展，利用1V、2V、3V和5V的组合可以校准4V、6V、7V、8V和9V。
在本发明构思中，由于多功能仪表(或仪表校准器)可针对每个功能基于一个参考点执行其自身的校准，因此可以低成本和短时间地得到大范围的标准追溯属性。本发明构思中描述的校准意味着对应的测量仪器的指示值形成被追溯到上部标准的关系回路。在本发明构思中，如果必要，校准指的是标准追溯关系的形成而不是对应的仪器化的调节，并且指的是得到指示值和标准值之间的差的操作。
通过这种方式，在本发明构思中，尽管高分辨率的数字万用表130比仪表校准器具有更低的稳定性性能，但不存在在短时间段内测量第一仪表校准器110和第二仪表校准器120时的性能问题。因此，数字万用表130的高分辨率仅用作中介作用。为此，第二仪表校准器120和数字万用表130也与第一仪表校准器110一起被校准。
虽然已经描述了本发明构思的示例性实施例，但理解的是，本发明构思不应当限于这些示例性实施例，而是能够由本领域技术人员在要求保护的本发明构思的精神和范围内进行各种改变和修改。
工业实用性
本发明构思涉及测量装置，且可提供能够校准DC电压的各个点的多功能仪表校准器的DC电压功能校准装置和方法。

Claims (11)

1.一种DC电压功能校准装置，包括：
第一仪表校准器，其配置为被校准到参考点的参考值且具有第一正端子和第一负端子；
第二仪表校准器，其配置为被校准到所述参考点的所述参考值且具有第二正端子和连接到所述第一负端子的第二负端子；
数字万用表，其具有连接到所述第一正端子的第三正端子和连接到所述第二正端子的第三负端子；和
DC电压校准电路，其配置为进行控制，以基于在所述第一仪表校准器和所述第二仪表校准器中设置的所述参考值，使用所述数字万用表通过将电压值上转换或下转换来校准其他点的DC电压。
2.根据权利要求1所述的DC电压功能校准装置，其中，当针对所述第一仪表校准器和所述第二仪表校准器中的一个，通过更高标准装置利用作为参考值的参考值校准所述DC电压校准电路时，所述第一正端子连接到所述第二负端子且所述第二负端子连接到所述第一正端子以将负极性的电压校准到另一仪表校准器。
3.根据权利要求2所述的DC电压功能校准装置，其中，利用作为相对于校准到所述第一仪表校准器和所述第二仪表校准器的电压的扩展点的参考的组合电压、通过校准，所述DC电压校准电路向上扩展所述数字万用表的所述第三正端子的正极性点和所述第三负端子的负极性点。
4.根据权利要求3所述的DC电压功能校准装置，其中，所述DC电压校准电路通过根据向上扩展的操作的n次迭代来校准对应于相对于所述参考值的2n倍或2n+1倍的点。
5.根据权利要求4所述的DC电压功能校准装置，其中，所述DC电压校准电路将与将在针对所述第一仪表校准器和所述第二仪表校准器校准的点中的最小点除以整数倍相对应的低点确定为虚拟参考点，将通过所述向上扩展而获得的值与所述最小点的参考值进行比较以获得状态偏差，并通过所述状态偏差对指派给所述虚拟参考点的虚拟参考值进行校准以校准所述虚拟参考点。
6.根据权利要求2所述的DC电压功能校准装置，其中，所述DC电压校准电路使用所述数字万用表测量所述第一仪表校准器和所述第二仪表校准器的组合电压，并且在测量所述第一仪表校准器和所述第二仪表校准器之间的差电压之后、通过根据所述组合电压和所述差电压对所述第一仪表校准器和所述第二仪表校准器的所述输出值的计算，通过校准来向下扩展对应于所述最小点的一半的点。
7.根据权利要求6所述的DC电压功能校准装置，其中，所述DC电压校准电路通过根据向下扩展的操作的n次迭代来校准对应于相对于所述参考值的1/2n倍的点。
8.一种DC电压功能校准方法，包括：
针对第一仪表校准器和第二仪表校准器中的一个，通过更高标准装置将参考点校准为参考值；
将所述第一仪表校准器的第一正端子连接到所述第二仪表校准器的第二负端子并将所述第二仪表校准器的第二正端子连接到所述第一仪表校准器的第一负端子，以将负极性的电压校准到另一仪表校准器；
将所述第一正端子连接到数字万用表的第三正端子，将所述第二正端子连接到所述数字万用表的第三负端子，且将所述第一负端子连接到所述第二负端子；
基于作为相对于校准到所述第一仪表校准器和所述第二仪表校准器的电压的扩展点的参考的组合点，校准所述数字万用表的正极性点和负极性点；以及
基于在所述第一仪表校准器和所述第二仪表校准器中设置的所述参考值，使用所述数字万用表，通过将电压值上转换或下转换来校准其他点的DC电压。
9.根据权利要求8所述的DC电压功能校准方法，其中，控制以通过所述上转换校准所述其他点的所述DC电压包括：基于作为扩展点的组合电压，通过相对于校准到所述第一仪表校准器和所述第二仪表校准器的电压的校准操作的迭代，向上扩展所述数字万用表的所述第三正端子的正极性点和所述第三负端子的负极性点。
10.根据权利要求9所述的DC电压功能校准方法，其中，控制以通过所述上转换校准所述其他点的DC电压包括：
将与将在针对所述第一仪表校准器和所述第二仪表校准器校准的点中的最小点除以整数倍相对应的低点确定为虚拟参考点；
将通过所述向上扩展而获得的值与所述最小点的参考值进行比较以获得状态偏差；以及
通过所述状态偏差对指派给所述虚拟参考点的虚拟参考值进行校准以校准所述虚拟参考点。
11.根据权利要求8所述的DC电压功能校准方法，其中，控制以通过所述下转换校准所述其他点的DC电压包括：
使用所述数字万用表测量所述第一仪表校准器和所述第二仪表校准器的组合电压；
测量所述第一仪表校准器和所述第二仪表校准器之间的差电压；以及
通过根据所述组合电压和所述差电压对所述第一仪表校准器和所述第二仪表校准器的输出值的计算，通过校准来向下扩展对应于所述最小点的一半的点。
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