CN109696649B - 一种直流电压比例量值溯源测量系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流电压比例量值溯源测量系统和方法，包括标准器、被试品、信号输入端口、阻抗匹配模块、通道交替转换模块、协议解析模块、时序控制模块和上位机系统；信号输入端口包括标准器模拟端口、被试品模拟端口和被试品数字端口，信号输入端口的输出端均与通道交替转换模块相连，协议解析模块、通道交替转换模块和时序控制模块均与上位机系统相连，上位机系统与信号输入端口之间设置有阻抗匹配模块，通道交替转换模块包括多个测量通道组。本发明还公开了一种溯源测量方法。本发明能满足模拟量和数字量输出两种类型直流电压比例装置的量值溯源需求；有效减少了输入阻抗和测量通道系统误差对溯源结果的影响，提高了溯源测量准确度。

Description

一种直流电压比例量值溯源测量系统和方法

技术领域

本发明涉及直流电压测量技术领域，具体涉及一种直流电压比例量值溯源测量系统和方法。

背景技术

直流电压比例装置是进行直流高压测量的必要设备，它是将直流高电压按照一定的比例转换成直流低电压，其量值的准确度决定了直流高压测量的准确度，一般需要对其量值进行溯源测量，现有直流电压比例量值溯源时，一般采用测差法和电压比法。

测差法是通过测量标准器与被试品之间测差桥臂两端的电压，将被试品的量值溯源到标准器上，可分为补偿法和差值法。补偿法是在测差桥臂上串联补偿电源和指零仪，通过手动调节补偿电源使指零仪指零，对测差桥臂两端的电压进行测量。差值法是在测差桥臂上串联电压表，对测差桥臂两端的电压进行直接测量。而在精密测量中，补偿法所采用的指零仪的灵敏度很高，因此指零仪极易受手动调节等人为因素的干扰而影响量值溯源的准确度；而差值法中流过测差桥臂的差值电流对量值溯源准确度影响较大；因此，补偿法和差值法都不适用于高精度的直流电压比例量值溯源。

电压比法是通过直接测量标准器与被试品的输出电压，将被试品的量值溯源到标准器上。由于数字电压表的输入阻抗会影响标准器或被试品的分压比，而且测量标准器和测量被试品的两块数字电压表具有不同的测量系统误差，因此在高精度的直流电压比例量值溯源中，电压比法的最终量值溯源结果准确度较低，无法满足要求。

另外测差法和电压比法一般用于标准器和被试品是模拟量输出的情况。随着数字化技术的发展，目前很多直流电压比例装置的输出信号已经从模拟信号变成符合特定规约的数字信号，对这类直流电压比例装置进行量值溯源时，现有的测差法和电压比法无法适用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种直流电压比例量值溯源测量系统和方法，能够同时满足模拟量输出和数字量输出两种类型直流电压比例装置的量值溯源需求；有效减少了输入阻抗和测量通道系统误差对溯源结果的影响，提高了溯源测量的准确度。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一种直流电压比例量值溯源测量系统，包括标准器、被试品、信号输入端口、阻抗匹配模块、通道交替转换模块、协议解析模块、时序控制模块和上位机系统；

所述信号输入端口包括标准器模拟端口、被试品模拟端口和被试品数字端口，所述被试品设置有模拟量输出端口或数字量输出端口，所述标准器模拟端口的输入端与标准器的输出端相连，被试品模拟端口的输入端与被试品的模拟量输出端口相连，被试品数字端口的输入端与被试品的数字量输出端口相连，

标准器模拟端口的输出端和被试品模拟端口的输出端均与通道交替转换模块的输入端相连，被试品数字端口的输出端与协议解析模块的输入端相连，协议解析模块的输出端与上位机系统相连，所述通道交替转换模块也与上位机系统相连，

所述通道交替转换模块的输入端和协议解析模块的输入端均与时序控制模块的输出端相连，所述时序控制模块的输入端与上位机系统相连，

所述标准器模拟端口和被试品模拟端口均与阻抗匹配模块相连，所述阻抗匹配模块还与上位机系统相连；

所述通道交替转换模块包括多个测量通道组，每个测量通道组包括两个测量通道，两个所述测量通道分别用于测量标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号，并将测量结果发送至上位机系统；

所述通道交替转换模块还用于实现标准器模拟端口输出的信号所在测量通道和被试品模拟端口输出的信号所在测量通道的交替转换；

所述时序控制模块用于发出触发信号，控制通道交替转换模块进行标准器模拟端口输出的信号所在测量通道和被试品模拟端口输出的信号所在测量通道的交替转换；以及控制通道交替转换模块进行信号采样，控制协议解析模块解析数字量信号；

所述协议解析模块用于将被试品数字端口输出的数字量按照规定的协议进行解析，获得被试品的电压测量值并将电压测量值发送至上位机系统；

所述阻抗匹配模块用于对标准器和被试品的输出阻抗进行测量，同时将测量结果传送到上位机系统中；

上位机系统用于控制时序控制模块发出触发信号；控制阻抗匹配模块对标准器和被试品的输出阻抗进行测量，并根据标准器和被试品的输出阻抗测量结果选择通道交替转换模块中的一个测量通道组；计算测量通道组的输入阻抗并根据测量通道组的输入阻抗、通道交替转换模块中测量通道的测量结果和协议解析模块解析获得的电压测量值，计算出最终的溯源结果。

所述通道交替转换模块包括通道切换模块和双通道AD转换模块，

所述标准器模拟端口的输出端和被试品模拟端口的输出端均与通道切换模块的输入端相连，所述通道切换模块的输出端与双通道AD转换模块的输入端相连，所述通道切换模块的输出端和双通道AD转换模块的输出端均与上位机系统相连，双通道AD转换模块的输入端也与上位机系统相连；

所述通道切换模块的输入端和双通道AD转换模块的输入端均与时序控制模块的输出端相连，

所述双通道AD转换模块包括多个所述测量通道组；所述通道切换模块包括切换开关；

所述通道切换模块用于根据触发信号进行切换开关工作状态的切换，并将切换开关工作状态信号传送至上位机系统；

上位机系统用于读取通道切换模块的切换开关工作状态信号并根据切换开关工作状态信号判断标准器输出信号和被试品的输出信号分别与双通道AD转换模块的输出信号的对应关系。

所述通道切换模块包括触发信号接收模块、开关模块和开关状态逻辑模块，所述开关模块包括所述切换开关，触发信号接收模块与时序控制模块相连，开关模块与双通道AD转换模块的输入端相连，开关状态逻辑模块与上位机系统相连，开关状态逻辑模块用于将开关状态逻辑信号传送至上位机系统。

双通道AD转换模块包括通道选择模块和AD测量模块，AD测量模块包含多个所述测量通道组，所述测量通道组的测量通道还将标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号的测量结果转化为数字量，并将数字量测量结果发送至上位机系统，

所述上位机系统用于控制通道选择模块选择AD测量模块中的测量通道组，所述测量通道组用于在收到触发信号后进行标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号的采样和测量，并将测量结果发送至上位机系统。

所述触发信号为触发脉冲。

一种直流电压比例量值溯源测量方法，包括以下步骤：

1)、上位机系统控制阻抗匹配模块对标准器和被试品的输出阻抗进行测量，同时将测量结果反馈到上位机系统中，上位机系统根据标准器和被试品的输出阻抗在通道交替转换模块中选择一个测量通道组，并计算出该测量通道组的输入阻抗；

2)、上位机系统控制时序控制模块向通道交替转换模块发出触发信号，通道交替转换模块接收到触发信号之后，使标准器和被试品的模拟量输出信号在所选择的测量通道组的两个测量通道中交替输入；同时通道交替转换模块会对标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号进行采样和测量，并将测量结果发送至到上位机系统中；

3)、上位机系统根据通道交替转换模块对标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号的测量结果、协议解析模块解析获得的电压测量值和测量通道组的输入阻抗，计算出最终的溯源结果。

所述通道交替转换模块包括通道切换模块和双通道AD转换模块，所述双通道AD转换模块包括多个所述测量通道组，所述通道切换模块包括切换开关；

所述步骤2)中上位机系统控制时序控制模块向通道切换模块和双通道AD转换模块发出触发信号，通道切换模块接收到触发信号之后会进行切换开关工作状态的切换，使标准器和被试品的模拟量输出信号在所选择的测量通道组的测量通道中交替输入；同时双通道AD转换模块会对标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号进行采样和测量，并将测量结果发送至到上位机系统中。

所述通道切换模块包括触发信号接收模块、开关模块和开关状态逻辑模块，所述开关模块包括所述切换开关，所述步骤2)中通道切换模块进行切换开关工作状态的切换之后，开关状态逻辑模块会将切换开关工作状态所对应的开关状态逻辑信号传送至上位机系统，上位机系统根据开关状态逻辑信号，将测量通道组中的两个测量通道分别与标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号相匹配。

所述双通道AD转换模块包括通道选择模块和AD测量模块，AD测量模块包含多个所述测量通道组，所述上位机系统控制通道选择模块在AD测量模块中选择测量通道组。

本发明具有以下有益效果：本发明的溯源测量系统和方法，能够同时满足模拟量输出和数字量输出两种类型直流电压比例装置的量值溯源需求；有效减少了输入阻抗对溯源结果的影响，提高了溯源测量的准确度；通过通道交替转换模块实现被试品和标准器输出信号在测量通道中的交替测量，有效消除测量通道的系统误差对溯源结果的影响，大大提高了溯源测量的准确度。

附图说明

图1是本发明的原理框图；

图2是通道切换模块与双通道AD转换模块的原理结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1所示，一种直流电压比例量值溯源测量系统，包括标准器、被试品、信号输入端口、阻抗匹配模块、通道交替转换模块、协议解析模块、时序控制模块和上位机系统；

信号输入端口包括标准器模拟端口、被试品模拟端口和被试品数字端口，分别记为A1、A2和D；被试品设置有模拟量输出端口或数字量输出端口，标准器模拟端口的输入端与标准器的输出端相连，被试品模拟端口的输入端与被试品的模拟量输出端口相连，被试品数字端口的输入端与被试品的数字量输出端口相连，

标准器模拟端口的输出端和被试品模拟端口的输出端均与通道交替转换模块的输入端相连，被试品数字端口的输出端与协议解析模块的输入端相连，协议解析模块的输出端与上位机系统相连，所述通道交替转换模块也与上位机系统相连；

通道交替转换模块的输入端和协议解析模块的输入端均与时序控制模块的输出端相连，所述时序控制模块的输入端与上位机系统相连；

标准器模拟端口和被试品模拟端口均与阻抗匹配模块相连，阻抗匹配模块还与上位机系统相连；

通道交替转换模块包括多个测量通道组，每个测量通道组包括两个测量通道，两个所述测量通道分别用于测量标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号，并将测量结果发送至上位机系统；

通道交替转换模块还用于实现标准器模拟端口输出的信号所在测量通道和被试品模拟端口输出的信号所在测量通道的交替转换；

时序控制模块用于发出触发信号，控制通道交替转换模块进行标准器模拟端口输出的信号所在测量通道和被试品模拟端口输出的信号所在测量通道的交替转换；以及控制通道交替转换模块进行信号采样，控制协议解析模块解析数字量信号；

协议解析模块用于将被试品数字端口输出的数字量按照规定的协议进行解析，获得被试品的电压测量值并将电压测量值发送至上位机系统；

阻抗匹配模块用于对标准器和被试品的输出阻抗进行测量，同时将测量结果传送到上位机系统中；

上位机系统用于控制时序控制模块发出触发信号；控制阻抗匹配模块对标准器和被试品的输出阻抗进行测量，并根据标准器和被试品的输出阻抗测量结果选择通道交替转换模块中的一个测量通道组；计算测量通道组的输入阻抗并根据测量通道组的输入阻抗、通道交替转换模块中测量通道的测量结果和协议解析模块解析获得的电压测量值，计算出最终的溯源结果。

其中，通道交替转换模块包括通道切换模块和双通道AD转换模块，标准器模拟端口的输出端和被试品模拟端口的输出端均与通道切换模块的输入端相连，通道切换模块的输出端与双通道AD转换模块的输入端相连，通道切换模块的输出端和双通道AD转换模块的输出端均与上位机系统相连，双通道AD转换模块的输入端也与上位机系统相连；

通道切换模块的输入端和双通道AD转换模块的输入端均与时序控制模块的输出端相连，

双通道AD转换模块包括多个测量通道组，测量通道组的测量通道还将标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号的测量结果转化为数字量，并将数字量测量结果发送至上位机系统；

通道切换模块包括切换开关；

通道切换模块用于根据触发信号进行切换开关工作状态的切换，并将切换开关工作状态信号传送至上位机系统；

上位机系统用于读取通道切换模块的切换开关工作状态信号并根据切换开关工作状态信号判断标准器输出信号、被试品的输出信号分别与双通道AD转换模块的输出信号的对应关系。

通道切换模块包括触发信号接收模块、开关模块和开关状态逻辑模块，开关模块包括切换开关，触发信号接收模块与时序控制模块相连，开关模块与双通道AD转换模块的输入端相连，开关状态逻辑模块与上位机系统相连，开关状态逻辑模块用于将开关状态逻辑信号传送至上位机系统。

双通道AD转换模块包括通道选择模块和AD测量模块，AD测量模块包含多个测量通道组；

上位机系统用于控制通道选择模块选择AD测量模块中的测量通道组，测量通道组用于在收到触发信号后进行标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号的采样和测量，并将测量结果发送至上位机系统；

进一步地，上位机系统还用于设置触发信号的触发周期和测量时间，以使得标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号能够在测量通道组的测量通道中进行多次有规律的交替，从而更好地消除两个测量通道之间的系统误差对溯源结果的影响，提高溯源结果的准确度。

进一步地，触发信号为触发脉冲。

进一步地，AD测量模块中的测量通道组的多个测量通道组的输出阻抗均不同，以便于根据不同标准器和被试品的输出阻抗进行测量通道的选择，更利于提高溯源结果的准确度。

一种直流电压比例量值溯源测量方法，包括以下步骤：

1)、上位机系统控制阻抗匹配模块对标准器和被试品的输出阻抗进行测量，同时将测量结果反馈到上位机系统中，上位机系统根据标准器和被试品的输出阻抗在通道交替转换模块中选择一个合适的测量通道组，并计算出该测量通道组的输入阻抗，上位机系统根据测量通道组的输入阻抗，计算出标准器误差和被试品误差，标准器误差记为Δε₁，被试品误差记为Δε₂，Δε₁和Δε₂即为标准器误差和被试品误差的修正值；

其中通道交替转换模块包括通道切换模块和双通道AD转换模块，双通道AD转换模块包括多个测量通道组，通道切换模块包括切换开关，

2)、上位机系统控制时序控制模块向通道切换模块和双通道AD转换模块发出触发信号，通道切换模块接收到触发信号之后会进行切换开关工作状态的切换，使标准器和被试品的模拟量输出信号在所选择的测量通道组的两个测量通道中交替输入；同时双通道AD转换模块在接收到时序控制模块发出的触发信号之后，会对标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号进行采样和测量，并将测量结果发送至到上位机系统中。

其中通道切换模块包括触发信号接收模块、开关模块和开关状态逻辑模块，所述开关模块包括所述切换开关；通道切换模块进行切换开关工作状态的切换之后，开关状态逻辑模块会将切换开关工作状态所对应的开关状态逻辑信号传送至上位机系统，上位机系统根据开关状态逻辑信号，将测量通道组中的两个测量通道分别与标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号相匹配；如图2所示，开关模块的切换开关的工作状态包括“1-1’、2-2’”和“1-2’、2-1’”两种状态；通道切换模块接收到触发信号之后会在“1-1’、2-2’”和“1-2’、2-1’”之间切换开关的工作状态，使标准器与被试品的模拟量输出信号周期性交替地输入到双通道AD转换模块中选定的测量通道组的两个测量通道中，切换开关工作状态对应的开关状态逻辑信号分别为“1”和“0”，开关状态逻辑模块会将该开关状态逻辑信号传送至上位机系统。对于双通道AD转换模块输出的两路测量通道的测量数据，上位机系统根据开关逻辑状态，判断出这两路测量通道所对应的标准器输出信号通道和被试品输出信号通道。

双通道AD转换模块包括通道选择模块和AD测量模块，AD测量模块包含多个测量通道组，上位机系统控制通道选择模块在AD测量模块中选择测量通道组。测量通道组的测量通道还将标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号的测量结果转化为数字量，并将数字量测量结果发送至上位机系统；如图2所示，AD测量模块包括三组测量通道。

3)、AD测量模块对标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号进行测量并将标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号的测量结果转化为数字量后，将数字量测量结果发送至上位机系统，上位机系统根据AD测量模块输出的数字量测量结果、协议解析模块解析获得的电压测量值和测量通道组的输入阻抗，计算出最终的溯源结果。

上位机系统根据AD测量模块输出的数字量测量结果、协议解析模块解析获得的电压测量值和测量通道组的输入阻抗，计算出最终的溯源结果的具体过程为：

当所用的标准器为模拟信号输出，被试品为模拟信号输出时：

被试品输出为模拟信号且标称分压比与标准器相同时，如图1所示，标准器的输出端与信号输入端口的标准器模拟端口A1相连，被试品的输出端与信号输入端口的被试品模拟端口A2相连。上位机系统根据测量通道组的输入阻抗，计算出标准器误差和被试品误差，标准器误差记为Δε₁，被试品误差记为Δε₂，Δε₁和Δε₂即为标准器误差和被试品误差的修正值；

如图2所示，若上位机系统选择了AD测量模块中的第一组测量通道组，该组中的两个测量通道分别记为AD1和AD2。

表1：测量通道AD1和AD2所测得标准器和被试品输出信号

	触发脉冲i	触发脉冲i+1
			AD1通道	u<sub>1-i</sub>′(标准)	u<sub>1-i+1</sub>′(试品)
AD2通道	u<sub>2-i</sub>′(试品)	u<sub>2-i+1</sub>′(标准)

如表1所示，在触发脉冲i时，测量通道AD1测量的是标准器输出电压信号，测量通道AD2测量的是被试品输出电压信号，此时测量通道AD1最终输出的标准器数字电压测量值记为u_1-i′，测量通道AD2最终输出的被试品数字电压测量值记为u_2-i′；则下一个触发脉冲i+1时，通道切换模块状态发生变化，测量通道AD1测量的是被试品输出电压信号，测量通道AD2测量的是标准器输出电压信号，此时测量通道AD1最终输出的被试品数字电压测量值输出的记为u_1-i+1′，测量通道AD2最终输出的标准器数字电压测量值记为记为u_2-i+1′，

根据以下溯源结果计算公式进行计算：

其中ε_i为触发脉冲为i时的溯源值，ε_i+1为触发脉冲为i+1时的溯源值；

再利用泰勒公式将上述公式展开得到以下结果：

其中Δ₁为通道AD1的系统误差，Δ₂为通道AD2的系统误差，u_1-i为触发脉冲为i时标准器数字电压测量值的真值，u_2-i为触发脉冲为i时被试品数字电压测量值的真值，u_1-i+1为触发脉冲为i+1时被试品数字电压测量值的真值，u_2-i+1为触发脉冲为i时标准器数字电压测量值的真值；

当标准器和被试品的标称分压比相同时，u_2-i+1≈u_1-i≈u_2-i≈u_1-i+1。

令

δ₁为触发脉冲i时，由系统误差引起的溯源结果的误差；

令

δ₂为触发脉冲i+1时，由系统误差引起的溯源结果的误差。

将两次溯源结果的平均值(ε_i+1+ε_i)/2作为最终的溯源结果，则由系统误差引起的溯源结果的误差为：

由此可见，采用交替测量得到的溯源结果不受测量通道系统误差的影响，即交替测量可有效避免测量收到通道系统误差的影响，提高了溯源的准确度。

上述实施例中只是列举了一次交替，实际上该方法还可以通过上位机系统设置时序控制模块的触发周期和测量时间，进行多次交替。

对多次交替测量得到的溯源结果进行平均，得到被试品的溯源值ε，再根据以下公式将误差测量前计算得到的标准器误差Δε₁和被试品误差Δε₂代入溯源值ε中，得到最终的溯源值为ε＇：

ε′＝ε+Δε₁+Δε₂。

当所用的标准器为模拟信号输出，被试品为数字信号输出时：

如图1所示，标准器的输出端与信号输入端口的标准器模拟端口A1相连，被试品的输出端与信号输入端口的被试品数字端口D相连；

上位机系统控制阻抗匹配模块对标准器的输出阻抗进行测量，并将标准器的输出阻抗的测量结果反馈到上位机系统中，上位机系统根据标准器和被试品的输出阻抗，选择双通道AD转换模块中最合适的一组测量通道，并计算出测量通道组的输入阻抗，再根据该测量通道组的输入阻抗计算出标准器误差Δε₁，Δε₁即为标准器误差的修正值；

进行误差测量时，如图2所示，通道切换模块的切换开关一直处于“1-1’、2-2’”工作状态，开关状态逻辑模块会将该切换开关状态所对应的开关逻辑信号传送至上位机系统。上位机系统控制时序控制模块发出触发信号给双通道AD转换模块和协议解析模块。双通道AD转换模块接收到时序控制模块发出的触发信号之后，开始对输入的标准器输出模拟量进行采样和测量，并将测量得到的标准器输出电压模拟量转换为数字量电压，双通道AD转换模块最终输出的标准器数字电压测量值记为u，并将该标准器数字电压测量值输送至上位机系统中。协议解析模块收到时序控制模块发出的触发信号之后，开始对被试品输出的数字信号进行解析,得到被试品的一次电压测量值，记为U，并将被试品的一次电压测量值U输送至上位机系统中。

上位机系统根据以下公式计算被试品的溯源值ε：

ε＝(U-ku)/(ku)；

其中k为标准器的直流电压比例量值。

将误差测量前计算得到的标准器误差Δε₁代入ε中，得到最终的溯源值ε＇：

ε′＝ε+Δε₁。

综上可知，上位机系统根据测量通道组的输入阻抗计算出标准器误差和被试品误差，并以此作为标准器误差和被试品误差的修正值；然后在根据标准器误差和被试品误差的修正值和协议解析模块解析获得的一次电压测量值，计算出最终的溯源结果。

本发明的信号输入端口采用标准器模拟端口、被试品模拟端口和被试品数字端口相结合的设计，能够同时满足模拟量输出和数字量输出两种类型直流电压比例装置的量值溯源需求；通过提前测量标准器和被试品的输出阻抗，选择合适输入阻抗的测量通道，并根据测量通道的输入阻抗对溯源结果进行修正计算，提高了溯源测量的准确度，减少了输入阻抗对溯源结果的影响；通过通道交替转换模块实现被试品和标准器输出信号在测量通道中的交替测量，有效消除测量通道组中两个测量通道之间的系统误差对溯源结果的影响，大大提高了溯源测量的准确度。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种直流电压比例量值溯源测量方法，该方法采用直流电压比例量值溯源测量系统进行溯源测量，其特征是，该方法包括以下步骤：

1)、上位机系统控制阻抗匹配模块对标准器和被试品的输出阻抗进行测量，同时将测量结果反馈到上位机系统中，上位机系统根据标准器和被试品的输出阻抗在通道交替转换模块中选择一个与标准器和被试品的输出阻抗相适应的测量通道组，并计算出该测量通道组的输入阻抗；

2)、上位机系统控制时序控制模块向通道交替转换模块发出触发信号，通道交替转换模块接收到触发信号之后，使标准器和被试品的模拟量输出信号在所选择的测量通道组的两个测量通道中交替输入；同时通道交替转换模块会对标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号进行采样和测量，并将测量结果发送至到上位机系统中；

3)、上位机系统根据通道交替转换模块对标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号的测量结果、协议解析模块解析被试品数字端口输出的数字量信号获得的电压测量值和测量通道组的输入阻抗，计算出最终的溯源结果。

2.如权利要求1所述的直流电压比例量值溯源测量方法，其特征是，所述通道交替转换模块包括通道切换模块和双通道AD转换模块，所述双通道AD转换模块包括多个所述测量通道组，所述通道切换模块包括切换开关；

所述步骤2)中上位机系统控制时序控制模块向通道切换模块和双通道AD转换模块发出触发信号，通道切换模块接收到触发信号之后会进行切换开关工作状态的切换，使标准器和被试品的模拟量输出信号在所选择的测量通道组的测量通道中交替输入；同时双通道AD转换模块会对标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号进行采样和测量，并将测量结果发送至到上位机系统中。

3.如权利要求2所述的直流电压比例量值溯源测量方法，其特征是，所述通道切换模块包括触发信号接收模块、开关模块和开关状态逻辑模块，所述开关模块包括所述切换开关，所述步骤2)中通道切换模块进行切换开关工作状态的切换之后，开关状态逻辑模块会将切换开关工作状态所对应的开关状态逻辑信号传送至上位机系统，上位机系统根据开关状态逻辑信号，将测量通道组中的两个测量通道分别与标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号相匹配。

4.如权利要求2所述的直流电压比例量值溯源测量方法，其特征是，所述双通道AD转换模块包括通道选择模块和AD测量模块，AD测量模块包含多个所述测量通道组，所述上位机系统控制通道选择模块在AD测量模块中选择测量通道组。

5.如权利要求1所述的直流电压比例量值溯源测量方法，其特征是，所述直流电压比例量值溯源测量系统包括标准器、被试品、信号输入端口、阻抗匹配模块、通道交替转换模块、协议解析模块、时序控制模块和上位机系统；

所述信号输入端口包括标准器模拟端口、被试品模拟端口和被试品数字端口，所述被试品设置有模拟量输出端口或数字量输出端口，所述标准器模拟端口的输入端与标准器的输出端相连，被试品模拟端口的输入端与被试品的模拟量输出端口相连，被试品数字端口的输入端与被试品的数字量输出端口相连，

标准器模拟端口的输出端和被试品模拟端口的输出端均与通道交替转换模块的输入端相连，被试品数字端口的输出端与协议解析模块的输入端相连，协议解析模块的输出端与上位机系统相连，所述通道交替转换模块也与上位机系统相连，

所述通道交替转换模块的输入端和协议解析模块的输入端均与时序控制模块的输出端相连，所述时序控制模块的输入端与上位机系统相连，

所述标准器模拟端口和被试品模拟端口均与阻抗匹配模块相连，所述阻抗匹配模块还与上位机系统相连；

所述通道交替转换模块包括多个测量通道组，每个测量通道组包括两个测量通道，两个所述测量通道分别用于测量标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号，并将测量结果发送至上位机系统；

所述通道交替转换模块还用于实现标准器模拟端口输出的信号所在测量通道和被试品模拟端口输出的信号所在测量通道的交替转换；

所述时序控制模块用于发出触发信号，控制通道交替转换模块进行标准器模拟端口输出的信号所在测量通道和被试品模拟端口输出的信号所在测量通道的交替转换；以及控制通道交替转换模块进行信号采样，控制协议解析模块解析数字量信号；

所述协议解析模块用于将被试品数字端口输出的数字量按照规定的协议进行解析，获得被试品的电压测量值并将电压测量值发送至上位机系统；

所述阻抗匹配模块用于对标准器和被试品的输出阻抗进行测量，同时将测量结果传送到上位机系统中；

上位机系统用于控制时序控制模块发出触发信号；控制阻抗匹配模块对标准器和被试品的输出阻抗进行测量，并根据标准器和被试品的输出阻抗测量结果选择通道交替转换模块中的一个与标准器和被试品的输出阻抗相适应的测量通道组；计算测量通道组的输入阻抗并根据测量通道组的输入阻抗、通道交替转换模块中测量通道的测量结果和协议解析模块解析被试品数字端口输出的数字量信号获得的电压测量值，计算出最终的溯源结果。

6.如权利要求5所述的直流电压比例量值溯源测量方法，其特征是，所述通道交替转换模块包括通道切换模块和双通道AD转换模块，

所述标准器模拟端口的输出端和被试品模拟端口的输出端均与通道切换模块的输入端相连，所述通道切换模块的输出端与双通道AD转换模块的输入端相连，所述通道切换模块的输出端和双通道AD转换模块的输出端均与上位机系统相连，双通道AD转换模块的输入端也与上位机系统相连；

所述通道切换模块的输入端和双通道AD转换模块的输入端均与时序控制模块的输出端相连，

所述双通道AD转换模块包括多个所述测量通道组；所述通道切换模块包括切换开关；

所述通道切换模块用于根据触发信号进行切换开关工作状态的切换，并将切换开关工作状态信号传送至上位机系统；

上位机系统用于读取通道切换模块的切换开关工作状态信号并根据切换开关工作状态信号判断标准器输出信号和被试品的输出信号分别与双通道AD转换模块的输出信号的对应关系。

7.如权利要求6所述的直流电压比例量值溯源测量方法，其特征是，所述通道切换模块包括触发信号接收模块、开关模块和开关状态逻辑模块，所述开关模块包括所述切换开关，触发信号接收模块与时序控制模块相连，开关模块与双通道AD转换模块的输入端相连，开关状态逻辑模块与上位机系统相连，开关状态逻辑模块用于将开关状态逻辑信号传送至上位机系统。

8.如权利要求6所述的直流电压比例量值溯源测量方法，其特征是，双通道AD转换模块包括通道选择模块和AD测量模块，AD测量模块包含多个所述测量通道组，所述测量通道组的测量通道还将标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号的测量结果转化为数字量，并将数字量测量结果发送至上位机系统，

所述上位机系统用于控制通道选择模块选择AD测量模块中的测量通道组，所述测量通道组用于在收到触发信号后进行标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号的采样和测量，并将测量结果发送至上位机系统。

9.如权利要求5所述的直流电压比例量值溯源测量方法，其特征是，所述触发信号为触发脉冲。

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