CN112394314A - 用于多通道电源计量校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于多通道电源计量校准方法，包括如下步骤：将电脑、多通道电源、计量治具和万用表之间的通讯线和测试线缆连接起来；校准待测通道的输出电压：校准待测通道的显示电压：校准待测通道的电流基准；校准待测通道的显示电流。该用于多通道电源计量校准方法能够提高计量速度，每台计量时间减少2/3，简化操作过程，连接好测试和通讯线缆，一键启动，直至计量结束并出示计量报告，智能显示计量结果。
Description
技术领域：
本发明涉及仪器仪表和电子测量领域，尤其涉及一种用于多通道电源计量校准方法。
背景技术：
随着市场对电源的需求日益增多，多通道电源应运而生。在传统计量时中，需要人工去切换电源的通道和计量设备的电压、电流测试模式。既费时，操作复杂又易出错，效率低下。
发明内容：
本发明的目的是要克服现有技术的不足，提供一种计量过程速度更快、操作简便的用于多通道电源计量校准方法。
本发明提供一种用于多通道电源计量校准方法，包括如下步骤：
步骤一、将电脑、多通道电源、计量治具和万用表之间的通讯线和测试线缆连接起来；
步骤二、校准待测通道的输出电压：首先通过电脑(上位机程序)发送指令给多通道电源、计量治具和万用表，万用表处在测试电压模式(自动量程)，计量治具将万用表并联在待测通道上，再让待测通道输出几组电压，万用表测出待测通道的电压值，并反馈给电脑，电脑计算出待测通道的设定电压基准系数，发送给电源，自此待测通道的输出电压校准完成；
步骤三、校准待测通道的显示电压：保持上一步的状态，首先由电脑(上位机程序)发送指令给多通道电源，多通道电源根据校准后的系数输出几组电压，万用表测出待测通道的电压值，反馈给电脑，同时读取多通道电源中待测通道的电压显示值，电脑计算出待测通道的电压显示系数，发送给电源，自此待测通道的显示电压校准完成；
步骤四、校准待测通道的电流基准：首先通过电脑(上位机程序)发送指令给万用表，万用表处在测试电流模式，计量治具将万用表串联在待测通道中，再让待测通道输出一定电压(例如6V)，这时万用表将待测通道的电流值反馈给电脑，电脑计算出待测通道的设定电流基准系数，发送给电源，自此待测通道的基准电流校准完成；
步骤五、校准待测通道的显示电流：保持上一步的状态，首先电脑(上位机程序)发送指令给多通道电源，电源根据校准后的系数输出一定电压(例如6V)，万用表将待测通道的电流值反馈给电脑，同时读取多通道电源中待测通道的电流显示值，电脑计算出待测通道的电流显示系数，发送给电源，自此待测通道的显示电流校准完成。
出示测量报告：首先通过电脑(上位机程序)发送指令给万用表，万用表处在测试电压模式(自动量程)，计量治具将万用表并联在待测通道上，再让待测通道输出几组电压，万用表测出待测通道的电压值，并反馈给电脑，同时读取电源中待测通道的电压显示值，电脑根据两组值，判断是否合格，并制成表格输出；万用表处在测试电流模式，计量治具将万用表的串联在待测通道中，再让待测通道输出一定电压(例如6V)，万用表将待测通道的电流值反馈给电脑，同时读取电源中待测通道的电流显示值，电脑根据两组值，判断是否合格，并制成表格输出。
本发明的有益效果是：该用于多通道电源计量校准方法能够提高计量速度，每台计量时间减少2/3，简化操作过程，连接好测试和通讯线缆，一键启动，直至计量结束并出示计量报告，智能显示计量结果。
附图说明：
图1为本发明的用于多通道电源计量校准方法的原理图；
图2为本发明的计量冶具的电路图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明的用于多通道电源计量校准方法在校准前，首先将电脑、多通道电源、计量治具和万用表之间的通讯线和测试线缆连接起来，如图1所示。
计量冶具的电路图如图2所示。
其中,R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9,R10,R11,R12,R13,R14,R15,R16,R17,R18为电阻
C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8,C9,C10,C11为电容，
L1为电感，
V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7,V8为发光二极管，显示工作状态，
Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7为三极管，驱动状态灯亮，
U1为(与电脑)通讯芯片，
U2为MCU，负责接受电脑指令，并执行，
U3为驱动芯片，控制继电器吸合，
U4为晶振，为MCU提供时钟，
U5为电源芯片，将+12V转换为+5V，
K1,K2,K3,K4,K5,K6,K7为继电器，切换通道和电压/电流测试回路。
该计量冶具的工作过程如下：J2接到电源+12V上，+12V经过电容C8，电感L1以及电容C9，C10滤波给后级供电，电源芯片U5将+12V转换为+5V，经过电容C7和C11滤波后给通讯芯片U1、MCU(U2)和状态指示灯V2供电。晶振U4和电容C5、C6产生谐振，给MCU(U2)提供时钟。+5V经过电阻R4对电容C4冲电，当C4正极电平达到3.5V时，MCU(U2)开始工作,初始化I/O口、通讯接口状态等。PG4脚输出高电平，三极管Q1饱和导通，工作状态灯V2发光。等待电脑通过U1发出的指令。
例如计量电源TH6412通道1(CH1)，其输出范围是30V/6A。首先由电脑发送指令给万用表和计量治具，万用表接受的指令后切换到电压模式；计量治具接收指令后，首先MCU的PC0至PC6、PA0至PA5都输出低电平，然后PC0和PC2脚输出高电平，驱动芯片U3的1脚和3脚为高电平，驱动芯片U3的16脚和18脚输出低电平，继电器K1和K3的1脚为低，线包通电，继电器K1和K3吸合，CH1+和CH+连通，然后CH+通过继电器K1连接到万用表的电压测试端，同时CH1-和CH-连通(直接与万用表的COM端连接)，将万用表(电压模式)并联到通道CH1上。PA0脚和PA3脚输出高电平，三极管Q2和Q5饱和导通，状态灯V3和V6发光，表示当前状态为计量通道1的电压部分。电脑(上位机软件)再发送指令给多通道电源，通道1输出0.25V电压，万用表读取电压值，反馈给的电脑；电脑再让通道1输出0.75V电压，万用表再读取电压值并反馈给的电脑，电脑(上位机软件)根据这两组值计算出电源0V-1.05V范围内电源电压基准的校准系数并发送给多通道电源。电脑(上位机软件)再令通道1输出3.75V电压，万用表读取电压值，反馈给的电脑；电脑再让通道1输出9.25V电压，万用表再读取电压值并反馈给的电脑，电脑(上位机软件)根据这两组值计算出电源0.95V-12.05V范围内电源电压基准的校准系数并发送给多通道电源；电脑(上位机软件)再令通道1输出16.5V电压，万用表读取电压值，反馈给的电脑；电脑再让通道1输出22.5V电压，万用表再读取电压值并反馈给的电脑，电脑(上位机软件)根据这两组值计算出电源11.95V-31V的电源电压基准的校准系数并发送给多通道电源。电脑(上位机软件)发送指令给多通道电源关闭通道1输出。至此通道1的基准电压计量完成。
电脑(上位机软件)再发送指令给多通道电源，让带有校准系数的通道1输出0.25V电压，多通道电源把通道1的显示电压值返回给电脑，电脑再让通道1输出0.75V电压，多通道电源把通道1的显示电压值返回给电脑，电脑(上位机软件)根据这两组值计算出电源0V-1.05V范围内通道1的电压显示系数并发送给多通道电源。让通道1输出3.75V电压，多通道电源把通道1的显示电压值返回给电脑，电脑再让通道1输出9.25V电压，多通道电源把通道1的显示电压值返回给电脑，电脑(上位机软件)根据这两组值计算出电源0.95V-12.05V范围内通道1的电压显示系数并发送给多通道电源。让通道1输出16.5V电压，多通道电源把通道1的显示电压值返回给电脑，电脑再让通道1输出22.5V电压，多通道电源把通道1的显示电压值返回给电脑，电脑(上位机软件)根据这两组值计算出电源11.95V-31V范围内通道1的电压显示系数并发送给多通道电源。电脑(上位机软件)发送指令给多通道电源关闭通道1输出。至此通道1的显示电压计量完成。依次计量其他通道的电压。
计量通道1的输出电流和显示电流值。首先由电脑发送指令给万用表和计量治具，万用表接受的指令后切换到电压模式；计量治具接受指令后，MCU的PC0至PC6、PA0至PA5都输出低电平，MCU的PC1脚和PC2脚输出高电平，驱动芯片U3的2脚和3脚为高电平，驱动芯片U3的16脚和17脚输出低电平，继电器K2和K3的1脚为低电平，线包通电，继电器K2和K3吸合，CH1+和CH+连通，CH+和万用表的电流测试端接通，完成将万用表(电流表)串联在输出回路中。PA1脚和PA3脚输出高电平，三极管Q3和Q5饱和导通，状态灯V4和V6发光，表示当前计量通道1的电流部分。万用表接受的指令后切换到电流模式。电脑(上位机软件)再发送指令给多通道电源，通道1电压基准为6V(保证计量电流时，电源处在CC模式)，电流基准为0.25A,万用表读取电流值，反馈给的电脑；电脑再让通道1输出0.75A电流，万用表再读取电流值并反馈给的电脑，电脑(上位机软件)根据这两组值计算出电源0A-1.05A范围内电流基准的校准系数并发送给多通道电源。电脑(上位机软件)再令通道1输出2.25A，万用表读取电流值，反馈给的电脑；电脑再让通道1输出4.75A电流，万用表再读取电流值并反馈给的电脑，电脑(上位机软件)根据这两组值计算出电源0.95A-6.1A范围内电流基准的校准系数并发送给多通道电源。电脑(上位机软件)发送指令给多通道电源关闭通道1输出。至此通道1的基准电流计量完成。
电脑(上位机软件)再发送指令给多通道电源，通道1电压基准为6V(保证计量电流时，电源处在CC模式)，电流基准为0.25A，电源将显示电流值反馈给的电脑；电脑再让通道1输出0.75A电流，电源将显示电流值反馈给的电脑，电脑(上位机软件)根据这两组值计算出电源0A-1.05A范围内电源电流显示值的校准系数并发送给多通道电源。电脑(上位机软件)再令通道1输出2.25A，电源将显示电流值反馈给的电脑；电脑再让通道1输出4.75A电流，电源将显示电流值反馈给的电脑，电脑(上位机软件)根据这两组值计算出电源0.95A-6.1A范围内电源电流显示值的校准系数并发送给多通道电源。电脑(上位机软件)发送指令给多通道电源关闭通道1输出。至此通道1的显示电流值计量完成。依次计量其他通道的电流。
最后需要出示计量测试报告,以保证计量测试正确。以通道1为例：
通道1输出电压的范围为0V-30V，因此选取1V、8V、15V、20V、30V这5个电压作为测试报告点。首先由电脑发送指令给万用表和计量治具，万用表接受的指令后切换到电压模式；计量治具接收指令后，首先MCU的PC0至PC6、PA0至PA5都输出低电平，然后PC0和PC2脚输出高电平，驱动芯片U3的1脚和3脚为高电平，驱动芯片U3的16脚和18脚输出低电平，继电器K1和K3的1脚为低，线包通电，继电器吸合，CH1+和CH+连通，然后CH+通过继电器K1连接到万用表的电电压测试端，同时CH1-和CH-连通(直接与万用表的COM端连接)，完成将万用表并联到通道CH1中。PA0脚和PA3脚输出高电平，三极管Q2和Q5饱和导通，状态灯V3和V6发光，表示当前测试通道1的电压部分。电脑(上位机软件)再发送指令给多通道电源，通道1输出1V电压，并将显示电压值反馈给电脑，万用表读取电压值，也反馈给的电脑(上位机)，电脑会判断此时的输出电压值和显示电压值是否满足，否查找原因，是继续下个电压测试点；依次测试8V、15V、20V、30V电压测试点。电脑(上位机软件)发送指令给多通道电源关闭通道1输出。依次测试其他通道的电压。
通道1输出电压的范围为0A-6A，因此选取0.4A、0.8A、1A、3A、6A这5个电流作为测试报告点。首先电脑(上位机软件)发送指令给计量治具，MCU的PC0至PC6、PA0至PA5都输出低电平，MCU的PC1脚和PC2脚输出高电平，驱动芯片U3的2脚和3脚为高电平，驱动芯片U3的16脚和17脚输出低电平，继电器K2和K3的1脚为低电平，线包通电，继电器吸合，CH1+和CH+连通，CH+和万用表的电流测试端接通，完成将万用表(电流表)串联在输出回路中。PA1脚和PA3脚输出高电平，三极管Q3和Q5饱和导通，状态灯V4和V6发光，表示当前测试通道1的电流部分。万用表接受的指令后切换到电流模式。电脑(上位机软件)再发送指令给多通道电源，通道1电压基准为6V(保证计量电流时，电源处在CC模式)，电流基准为0.4A,并将电流显示值反馈给电脑，万用表读取电流值，反馈给的电脑，电脑(上位机)判断输出电流值和显示电流值是否满足设计要求，否查找原因，是继续下个电流测试点；依次测试0.8A、1A、3A、6A电压测试点。电脑(上位机软件)发送指令给多通道电源关闭通道1输出。依次测试其他通道的电流。
最后打印输出报告，整个计量完成。
最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (2)
1.一种用于多通道电源计量校准方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将电脑、多通道电源、计量治具和万用表之间的通讯线和测试线缆连接起来；
步骤二、校准待测通道的输出电压：首先通过电脑发送指令给多通道电源、计量治具和万用表，万用表处在测试电压模式，计量治具将万用表并联在待测通道上，再让待测通道输出几组电压，万用表测出待测通道的电压值，并反馈给电脑，电脑计算出待测通道的设定电压基准系数，发送给电源，自此待测通道的输出电压校准完成；
步骤三、校准待测通道的显示电压：保持上一步的状态，首先由电脑发送指令给多通道电源，多通道电源根据校准后的系数输出几组电压，万用表测出待测通道的电压值，反馈给电脑，同时读取多通道电源中待测通道的电压显示值，电脑计算出待测通道的电压显示系数，发送给电源，自此待测通道的显示电压校准完成；
步骤四、校准待测通道的电流基准：首先通过电脑发送指令给万用表，万用表处在测试电流模式，计量治具将万用表串联在待测通道中，再让待测通道输出一定电压，万用表将待测通道的电流值反馈给电脑，电脑计算出待测通道的设定电流基准系数，发送给电源，自此待测通道的基准电流校准完成；
步骤五、校准待测通道的显示电流：保持上一步的状态，首先电脑发送指令给多通道电源，电源根据校准后的系数输出一定电压，万用表将待测通道的电流值反馈给电脑，同时读取多通道电源中待测通道的电流显示值，电脑计算出待测通道的电流显示系数，发送给电源，自此待测通道的显示电流校准完成。
2.根据权利要求1所述的用于多通道电源计量校准方法，其特征在于，所述校准方法还包括出示测量报告：首先通过电脑发送指令给万用表，万用表处在测试电压模式，计量治具将万用表并联在待测通道上，再让待测通道输出几组电压，万用表测出待测通道的电压值，并反馈给电脑，同时读取电源中待测通道的电压显示值，电脑根据两组值，判断是否合格，并制成表格输出；万用表处在测试电流模式，计量治具将万用表的串联在待测通道中，再让待测通道输出一定电压，万用表将待测通道的电流值反馈给电脑，同时读取电源中待测通道的电流显示值，电脑根据两组值，判断是否合格，并制成表格输出。
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