CN112269071B - 带有自动测量功能的频率/电压变换器的检测系统与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种带有自动测量功能的频率/电压变换器的检测系统与方法，该系统包括上位机与采集卡，上位机包括测试单元和分析单元，其中，测试单元，用于根据待测频率/电压变换器的待测量程和预设测试密度生成相应的多个测试频率信号。采集卡，用于采集多个测试频率信号并将其分别发送至待测频率/电压变换器和分析单元，以及，还用于分别采集经待测频率/电压变换器对多个测试频率信号进行变换后所输出的多个测试电压信号，并将其发送至分析单元。分析单元，用于根据接收到的多个测试频率信号以及多个测试电压信号，生成测试结果。本发明的检测系统及方法可减小因传输过程导致的测量误差，实现了无需专业人员对待测频率/电压变换器进行分析。
Description
技术领域
本发明属于智能检测和控制技术领域，具体涉及一种带有自动测量功能的频率/电压变换器的检测系统以及一种带有自动测量功能的频率/电压变换器的检测方法。
背景技术
目前在电力系统、运动装置以及自动化控制系统等领域常需要检测频率信号，频率/电压变换器作为必需的模拟量采集的输入部件被频繁使用。在日常维护和维修期间，需要有掌握该类变换器特性的专业人员，但是，一般维修人员很难成为该类产品的专业人员，因此，急需开发一种频率/电压变换器的检测系统与方法，无需专业人员对变换器进行分析，只需知道变换器是否处于正常工作状态即可。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种带有自动测量功能的频率/电压变换器的检测系统、以及一种带有自动测量功能的频率/电压变换器的检测方法。
本发明的第一方面，提供一种带有自动测量功能的频率/电压变换器的检测系统，包括上位机与采集卡，所述上位机包括测试单元和分析单元，所述测试单元分别与所述采集卡以及所述分析单元连接，所述采集卡与待测频率/电压变换器连接；其中，
所述测试单元，用于根据所述待测频率/电压变换器的待测量程和预设测试密度生成多个测试频率信号，所述测试密度为每个所述待测量程所需要的测试点数；
所述采集卡，用于采集所述多个测试频率信号并将其分别发送至所述待测频率/电压变换器和所述分析单元；以及，
所述采集卡，还用于采集所述待测频率/电压变换器对所述多个测试频率信号进行变换后所输出的多个测试电压信号，并将所述多个测试电压信号发送至所述分析单元；
所述分析单元，用于根据接收到的所述多个测试频率信号以及所述多个测试电压信号，生成测试结果。
可选的，所述测试密度的范围为5～11个测试点数。
可选的，所述采集卡包括第一输入口、第二输入口以及输出口，所述第一输入口与所述测试单元的输出端连接，所述输出口与所述待测频率/电压变换器的输入端连接，所述第二输入口与所述待测频率/电压变换器的输出端连接。
可选的，所述测试单元包括生成模块、控制模块和发送模块，所述发送模块分别与所述控制模块、所述生成模块以及所述采集卡相连；其中，
所述生成模块，用于根据所述待测频率/电压变换器的待测量程和预设测试密度生成所述多个测试频率信号；
所述控制模块，用于控制所述发送模块每间隔预设时间发送一次所述测试频率信号至所述采集卡。
可选的，所述预设时间范围为0.5min～2min。
可选的，所述分析单元，用于对接收到的所述多个测试频率信号以及对应的所述多个测试电压信号进行线性拟合，并生成所述测试结果。
可选的，所述分析单元，用于根据所述测试频率信号的第一预设顺序加载并记录所述待测频率/电压变换器输出的所述测试电压信号，以及，按照所述测试频率信号的第二预设顺序回校形成一个循环，进行至少两个所述循环，并按照最小二乘法拟合出直线方程，生成所述测试结果。
可选的，所述上位机还包括存储单元，所述存储单元与所述分析单元相连，以存储所述测试结果。
可选的，所述上位机采用基于Labview软件的上位机。
本发明的第二方面，提供一种带有自动测量功能的频率/电压变换器的检测方法，包括以下步骤：
根据待测频率/电压变换器的待测量程和预设测试密度生成多个测试频率信号；
采集所述多个测试频率信号并将其分别发送至所述待测频率/电压变换器；
采集所述待测频率/电压变换器对所述多个测试频率信号进行变换后所输出的多个测试电压信号；
根据所述多个测试频率信号以及所述多个测试电压信号，生成测试结果。
可选的，所述预设测试密度的范围为5～11个测试点数。
可选的，所述将所述多个测试频率信号分别发送至所述待测频率/电压变换器，包括：
每间隔预设时间发送一次所述测试频率信号至所述所述待测频率/电压变换器。
可选的，所述预设时间范围为0.5min～2min。
可选的，所述根据各所述测试频率信号以及对应的所述测试电压信号，生成测试结果，包括：
对接收到的各所述测试频率信号以及对应的所述测试电压信号进行线性拟合，并生成所述测试结果。
可选的，所述根据各所述测试频率信号以及对应的所述测试电压信号，生成测试结果之后，还包括：
对所述测试结果进行存储。
本发明提供的带有自动测量功能的频率/电压变换器的检测系统，包括上位机与采集卡，上位机包括测试单元和分析单元，其中，测试单元，用于根据待测频率/电压变换器的待测量程和预设测试密度生成相应的多个测试频率信号，并将多个测试频率信号作为输入信号分别发送至采集卡。这与传统的检测中需要信号发生器提供变换器的输入信号相比，减少了现场设备的使用，更为便捷。另外，采集卡，用于采集多个测试频率信号(输入信号)并将其分别发送至待测频率/电压变换器和分析单元；以及，还用于采集待测频率/电压变换器对多个测试频率信号进行变换后所输出的多个测试电压信号(输出信号)，并将多个测试电压信号发送至分析单元。分析单元，用于根据接收到的各测试频率信号以及对应的测试电压信号，生成测试结果。由于本发明的采集卡同时采集待测频率/电压变换器的输入信号和输出信号，这与传统的智能检测中，只采集变换器输出信号，并与设定的理想值进行对比计算相比，可以减小因传输过程导致的测量误差。
附图说明
图1为本发明一实施例中一种带有自动测量功能的频率/电压变换器的检测系统的结构示意框图；
图2为本发明另一实施例中一种带有自动测量功能的频率/电压变换器的检测方法的流程框图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本发明的第一方面，提供一种带有自动测量功能的频率/电压变换器的检测系统S100，包括上位机110与采集卡120，上位机110包括测试单元111和分析单元112，该测试单元111分别与采集卡120以及分析单元112连接，采集卡120与待测频率/电压变换器200连接。其中，测试单元111，用于根据待测频率/电压变换器200的待测量程和预设测试密度生成多个测试频率信号，并将多个测试频率信号分别发送至采集卡120，测试密度为每个待测量程所需要的测试点数。采集卡120，用于采集多个测试频率信号并将其分别发送至待测频率/电压变换器200和分析单元112，以及，采集卡120，还用于采集经待测频率/电压变换器对多个测试频率信号进行变换后所输出的多个测试电压信号，并将其通过测试单元111发送至分析单元112。分析单元112，用于根据接收到的多个测试频率信号以及多个测试电压信号，生成测试结果。
示例性的，如图1所示，在上位机的界面上输入待测频率/电压变换器的量程和需要测试的点数(如5个或7个测试点数)，点击测试按钮，测试单元根据上述输入的数值自动生成相应的多个测试频率信号，并将测试频率信号发送至采集卡，而采集卡按照测试设备连接方法将测试频率信号作为输入信号发送至待测频率/电压变换器输入端口，经待测频率/电压变换器变换为输出电压信号后，也就是输出信号，采集卡分别采集上述的测试频率信号(输入信号)和输出电压信号(输出信号)，并将其发送至上位机，通过上位机中设置的分析单元进行线性度、精度等计算，生成测试结果。
本实施例利用上位机软件系统，根据需要测试的频率/电压变换器的量程，自动生成测试数据，降低人工输入信号的人为失误和读数误差，其次，通过采集卡发送给待测频率/电压变换器的输入端子，作为待测频率/电压变换器输入信号，这与传统的检测中需要信号发生器提供待测频率/电压变换器的输入信号相比，减少了现场设备的使用，更为便捷。另外，采集卡可同时采集待测频率/电压变换器的输入信号和输出信号，与传统的智能检测中，只采集变换器输出信号，并与设定的理想值进行对比计算相比，减小因传输过程导致的测量误差。
需要说明的是，本实施例对于预设测试密度不作具体限定，其中，预设测试密度的范围为5～11个测试点数，也就是说，一个量程可以测试五点、七点、十一点等，极大的满足了客户对精度和线性度的测试要求。当然，对于本领域技术人员来说，也可以根据实际需要设置其他测试点数。
仍需要说明的是，本示例中采集卡至少具有两个模拟输入通道，一个模拟输出通道，这样，一方面连接由上位机软件产生标准的测试频率信号经采集卡的模拟量输出通道发送给待测频率/电压变换器，另一方面采集卡再将该信号经由模拟量输入通道采集送入上位机软件。待测频率/电压变换器的输出信号与采集卡的另一路模拟量输入通道相连，以将该信号传输至测试单元。当然，上述采集卡既可以自制，也可以购买现成的通用采集卡，对此不作具体限定。
具体的，采集卡包括第一输入口、第二输入口以及输出口，第一输入口与测试单元的输出端连接，输出口与待测频率/电压变换器的输入端连接，第二输入口与待测频率/电压变换器的输出端连接。这样，采集卡可通过输出口将测试频率信号发送至待测频率/电压变换器，采集卡还可通过第一输入口接收到测试频率信号，并采集输入信号将其回传至上位机，当然，还能通过第二输入口采集待测频率/电压变换器的输出信号，并同样发送至上位机。本实施例的采集卡既实现了将测试频率信号发送至待测频率/电压变换器，也实现了同时采集待测频率/电压变换器的输入信号和输出信号，减小了因传输过程导致的测量误差。
具体的，如图1所示，测试单元111包括生成模块、控制模块和发送模块，发送模块分别与控制模块、生成模块以及采集卡相连。其中，生成模块，用于根据待测频率/电压变换器200的待测量程和预设测试密度生成多个测试频率信号。控制模块，用于控制发送模块每间隔预设时间发送一次测试频率信号至采集卡120。也就是说，本实施例可通过控制模块控制上位机中的发送模块发送测试频率信号的频率，即可以每隔1分钟发送一次测试频率信号至采集卡，也可以每隔2分钟发送一次，当然，对于预设时间范围不作具体限定，可将预设时间范围设置为0.5min～2min，也可以根据实际需要具体设定。
进一步的，上位机中的分析单元，用于对接收到的多个测试频率信号以及对应的多个测试电压信号进行线性拟合，并生成测试结果。也就是说，分析单元对待测频率/电压变换器的测试频率信号(输入信号)和输出电压信号(输出信号)进行线性度、精度等的计算，以生成测试结果。具体地，利用分析单元根据测试频率信号的第一预设顺序加载并记录待测频率/电压变换器输出的所述测试电压信号，以及，按照测试频率信号的第二预设顺序回校形成一个循环，进行至少两个循环，并按照最小二乘法拟合出直线方程，生成测试结果。
需要说明的是，本实施例对于第一预设顺序与第二预设顺序不做具体限定，测试频率信号可以从小到大，也可以从大到小，对于本领域技术人员来说，可以根据实际进行选择。例如，测试时测试频率点按照从小到大顺序加载并记录变换器输出信号值，即测试电压信号(称正行程)，然后再按原频率点从大到小顺序回校(称反行程)，一个正行程、反行程为一个循环，并至少进行两个循环，然后按照最小二乘法拟合出直线方程，进而进一步计算得出测试频率信号的线性度、精度等。
当然，应当理解的是，对于上述生成的测试结果还应该设置有存储单元，示例性的，如图1所示，上位机110还包括存储单元113，该存储单元113与分析单元112相连，以存储测试结果，这样，方便工作人员查询测试结果。
需要说明的是，本实施例的上位机可采用基于labvIEW软件编写的上位机，也可以采用其他图形化的编程软件，对此不作具体限定，本领域技术人员可根据实际需要进行选择。
本实施例的带有自动测量功能的频率/电压变换器的检测系统方便、快捷且具有测量误差小、所需外围设备少和成本低等特点，并且，极大的满足了客户对精度和线性度的测试要求。实现了无需专业人员对待测频率/电压变换器进行分析，只需掌握待测频率/电压变换器是否处于正常工作状态即可，提高了使用效率与检测准确度。
本发明的第二方面，如图2所示，提供带有自动测量功能的频率/电压变换器的检测方法，包括以下步骤：根据待测频率/电压变换器的待测量程和预设测试密度生成多个测试频率信号。采集上述多个测试频率信号并将其发送至待测频率/电压变换器。采集经待测频率/电压变换器对多个测试频率信号进行变换后所输出的多个测试电压信号。根据多个测试频率信号以及多个测试电压信号，生成测试结果。
需要说明的是，本实施例的检测方法方法是基于待测频率/电压变换器的待测量程和预设测试密度，自动生成多个测试频率信号，之后，采集上述多个测试频率信号并作为输入信号将其发送至待测频率/电压变换器，经待测频率/电压变换器进行变换并输出多个测试电压信号，进一步的，对输出的多个测试电压信号进行采集，与此同时，还对发送至待测频率/电压变换器的测试频率信号(输入信号)也进行采集，并且，对上述采集的测试频率信号和输出电压信号进行分析，也就是说，根据多个测试频率信号以及多个测试电压信号，生成测试结果。
仍需要说明的是，本实施例的检测方法可采用前文记载的检测系统，当然，也可以采用其他结构的检测系统，只要该检测系统能实现上述检测方法即可。
如图2所示，第一步、根据待测频率/电压变换器的待测量程和预设测试密度自动生成相应的多个测试频率信号。示例性的，结合前文记载的检测系统可以用于实现本实施例中频率/电压变换器的检测方法，具体地，根据测试需求，在上位机软件界面设定测量频率的量程和预设测试密度后，启动测试软件，自动生成系列输入的测试频率信号，这样可降低人工输入信号的人为失误和读数误差。
需要说明的是，上述实施例中的预设测试密度的范围为5～11个测试点数，也就是说，根据待测频率/电压变换器的待测量程可以在一个量程范围内设置5个、7个或11个测试点，并生成相应的测试频率信号。这样，极大的满足了客户对精度和线性度的测试要求。当然，也可以根据实际需要设置其他数值的测试点数，对此不作具体限定。
如图2所示，第二步、采集第一步中自动生成的多个测试频率信号并将其分别发送至待测频率/电压变换器，具体的，根据上述预设测试密度生成了多个测试频率信号，通过上位机控制上述多个测试频率信号，每间隔预设时间发送一次测试频率信号至待测频率/电压变换器。进一步的，上述预设时间范围可以设置为0.5min～2min，即可以每隔1分钟发送一次测试频率信号至采集卡，也可以每隔2分钟发送一次，当然，对于预设时间范围不作具体限定，也可以根据实际需要具体设定。
如图2所示，第三步、采集待测频率/电压变换器对多个测试频率信号进行变换后所输出的多个测试电压信号。也就是说，需要采集经待测频率/电压变换器对每个测试频率信号进行变换后所输出的测试电压信号，即待测频率/电压变换器的输出信号，以及，还需要采集第二步中发送至待测频率/电压变换器的测试频率信号，并将其作为待测频率/电压变换器的输入信号。应当理解的是，基于前文记载的检测系统，该步骤中的采集功能可由上述采集卡实现，当然，也可以采用具有采集作用的其他设备，对此不作具体限定。
如图2所示，第四步、根据多个测试频率信号以及多个测试电压信号，生成测试结果。具体包括：对采集到的各测试频率信号以及各测试电压信号进行线性拟合，并生成测试结果。也就是说，对第三步中同时采集的待测频率/电压变换器的输入信号和输出信号进行分析，即对上述输入信号和输出信号进行线性拟合，精度计算等，以生成测试报告。示例性的，一并结合图1，检测方法中对多个测试频率信号以及多个测试电压信号进行线性拟合的过程可以采用上述检测系统中的分析单元得以实现。
具体地，分析单元根据上述生成模块按照测试量程和预设测试密度多次生成所述多个测试频率信号，并且，按照生成的多个测试频率信号的第一预设顺序加载并记录所述待测频率/电压变换器输出的所述测试电压信号，以及，按照所述测试频率信号的第二预设顺序回校形成一个循环，进行至少两个所述循环，并按照最小二乘法拟合出直线方程，生成所述测试结果。
需要说明的是，本实施例对于第一预设顺序与第二预设顺序不做具体限定，测试频率信号可以从小到大，也可以从大到小，对于本领域技术人员来说，可以根据实际进行选择。例如，测试时测试频率点按照从小到大顺序加载并记录变换器输出信号值(称正行程)，然后再按原频率点从大到小顺序回校(称反行程)，一个正行程、反行程为一个循环，并至少进行两个循环，然后按照最小二乘法拟合出直线方程，进而进一步计算得出测试频率信号的线性度、精度等。
进一步的，根据各测试频率信号以及对应的测试电压信号，生成测试结果之后，还包括：对上述测试结果进行存储，即对生成的测试报告进行记录，存储，以方便查询。
本发明提供的带有自动测量功能的频率/电压变换器的检测系统与方法，与传统的测试系统及方法相比具有以下有益效果：第一、利用上位机软件系统，根据需要测试的频率/电压变换器的量程，自动生成测试数据，通过采集卡发送给待测频率/电压变换器的输入端子，作为变换器输入信号，这与传统的检测中需要信号发生器提供变换器的输入信号相比，减少了现场设备的使用，更为便捷。第二、本发明同时采集待测频率/电压变换器的输入信号和输出信号，这与传统的智能检测中，只采集变换器输出信号，并与设定的理想值进行对比计算相比，可以减小因传输过程导致的测量误差。第三、本发明可根据现场要求，设定测试密度，比如一个量程可以测试五点、七点、十一点等，极大的满足了客户对精度和线性度的测试要求。由此，本发明解决了目前存在的技术问题，实现了无需专业人员对待测频率/电压变换器进行分析，只需掌握待测频率/电压变换器是否处于正常工作状态即可。提高了使用效率与检测准确度。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种带有自动测量功能的频率/电压变换器的检测系统，其特征在于，包括上位机与采集卡，所述上位机包括测试单元和分析单元，所述测试单元分别与所述采集卡以及所述分析单元连接，所述采集卡与待测频率/电压变换器连接；其中，
所述测试单元，用于根据所述待测频率/电压变换器的待测量程和预设测试密度生成多个测试频率信号，所述测试密度为每个所述待测量程所需要的测试点数；
所述采集卡，用于采集所述多个测试频率信号并将其分别发送至所述待测频率/电压变换器和所述分析单元；以及，
所述采集卡，还用于采集所述待测频率/电压变换器对所述多个测试频率信号进行变换后所输出的多个测试电压信号，并将所述多个测试电压信号发送至所述分析单元；
所述分析单元，用于根据接收到的所述多个测试频率信号以及所述多个测试电压信号，生成测试结果。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预设测试密度的范围为5～11个测试点数。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述采集卡包括第一输入口、第二输入口以及输出口，所述第一输入口与所述测试单元的输出端连接，所述输出口与所述待测频率/电压变换器的输入端连接，所述第二输入口与所述待测频率/电压变换器的输出端连接。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在于，所述测试单元包括生成模块、控制模块和发送模块，所述发送模块分别与所述控制模块、所述生成模块以及所述采集卡相连；其中，
所述生成模块，用于根据所述待测频率/电压变换器的待测量程和预设测试密度生成所述多个测试频率信号；
所述控制模块，用于控制所述发送模块每间隔预设时间发送一次所述测试频率信号至所述采集卡。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述预设时间范围为0.5min～2min。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述分析单元，用于对接收到的所述多个测试频率信号以及所述多个测试电压信号进行线性拟合，并生成所述测试结果。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述分析单元，用于根据所述测试频率信号的第一预设顺序加载并记录所述待测频率/电压变换器输出的所述测试电压信号，以及，按照所述测试频率信号的第二预设顺序回校形成一个循环，进行至少两个所述循环，并按照最小二乘法拟合出直线方程，生成所述测试结果。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述上位机还包括存储单元，所述存储单元与所述分析单元相连，以存储所述测试结果。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在于，所述上位机采用基于Labview软件的上位机。
10.一种带有自动测量功能的频率/电压变换器的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据待测频率/电压变换器的待测量程和预设测试密度生成多个测试频率信号；
采集所述多个测试频率信号并将其分别发送至所述待测频率/电压变换器；
采集所述待测频率/电压变换器对所述多个测试频率信号进行变换后所输出的多个测试电压信号；
根据所述多个测试频率信号以及所述多个测试电压信号，生成测试结果。
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