CN112462313A - 基于以太网通讯技术的电学参量交互式校准系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于以太网通讯技术的电学参量交互式校准系统及方法，所述校准系统主要是针对专用测试设备进行输入源的自动控制和试专用测试设备接口输出的自动采集分析。本校准系统主要分为两个部分：信号源控制输入部分和专用测试设备接口采集分析部分，信号源控制部分根据计量要求完成计量过程中需要产生的不同参数的信号；接口采集分析部分根据专用测试设备的不同进行相应的分析，最终将计量结果进行保存并自动生成计量报表。

Description

基于以太网通讯技术的电学参量交互式校准系统及方法

技术领域

本发明涉及航空供电系统，属于供电系统、电气安全领域。具体涉及一种基于以太网通讯技术的多通道电学参量自动校准系统设计。

背景技术

随着科学技术快速发展，武器系统的复杂程度越来越高故大量采用自动化测试系统作为相应的检测维护手段，这些情况为测试系统的计量校准提出了更高的要求。

由于航空测试设备尤其是电学、时频参数的测试设备多采用自动化测试和控制技术，目前一般采用以下两种校准方法和方式：

(1)应用通用测量标准

应用通用测量标准(如多功能校准源、示波器校准源、兆欧表检定装置等)进行分，需建立多参数的测量标准装置，成本高，费效比低，而且采用人工校准的手段，依次将各校准点、校准通道打开与关闭，测量电学、时频参数特性并记录数据，计量保障时存在以下问题：

a)通用测量标准与被测设备之间缺乏必要的通信信号端口，无法实现自动化校准模式；

b)通用测量标准对系统进行计量校准时，特别是大型自动化测试系统，计量数据量大，人工处理难度大，差错率高；

c)计量标准携带不便，不利于实施在装备上的维护保障工作。

(2)程控仪器组建的计量检定系统

利用程控仪器组建的计量检定系统，能够实现自动计量检定，检定效率有所提高，但没有实现针对计量对象的交互式通信控制功能，无法实现有效实时交互，造成计量资源冗余浪费严重，建标成本高，未能实现计量保障设备的模块化、通用化和系列化。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于专用测试设备的自动化计量校准统，实现校准系统与专用测试设备的交互通讯，进而实现校准过程的自动化。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现的：

基于以太网通讯技术的电学参量交互式校准系统，该系统基于以太网通讯技术实现交互式自动检测，所述系统包括主控计算机、被校准专用测试设备、计量标准器；所述主控计算机与被校准专用测试设备通过以太网进行交互式通讯，所述计量标准器提供标准量值，主控计算机将该标准量值与被校准专用测试设备上报测量值进行比对，给出比对结论。

所述主控计算机作为服务器，所述被校准专用测试设备作为客户端；系统开始后，主控计算机持续扫描以太网总线端口，检测到被打开的端口后，与该端口进行连接并发送远程控制命令，命令内容和格式基于以太网交互式通讯协议，远程控制成功后，被校准专用测试设备将发送自身信息到服务器，并等待服务器发起新的控制命令；

系统运行后，被校准专用测试设备自动打开特定端口，等待服务器进行连接，当服务器连接成功后将发送远程控制命令，在接到控制命令后客户端通过以太网上传自身信息，并等待服务器发送进行新的控制命令。

所述自身信息至少包括四类信息，分别是被校准专用测设设备的基本信息、待校准项目信息、校准方法、自身信息版本号，其中，被校准专用测试设备的基本信息包括设备名称、型号、编号；待校准项目信息包括待校准项目、各校准项目涉及通道数量、校准点位、合格判据；校准方法包括各校准项目所述使用的计量标准器及接线位置；自身信息版本号体现上述三类信息的变更情况，用于校准信息的追溯。

所述交互式通讯包括上报自身信息时，主控计算机与被校准专用测试设备之间的交互以及具体校准项目计量时，两者之间的交互；

具体的，在上报自身信息时，主控计算机解析上报的自身信息，生成可执行的计量程序，运行计量程序并执行具体校准项目的计量。

在具体校准项目计量时，所述主控计算机选定某一特定校准项目，并告知被校准专用测试设备该校准项目所对应的校准通道及校准点位，被校准专用测试设备根据事先约定信号输入输出属性执行采集或输出，若约定信号为输入时，计量标准器输出，并由被校准专用测试设备采集；若约定信号为输出时，被校准专用测试设备输出，并由计量标准器采集。

基于以太网通讯技术的电学参量交互式校准方法，所述方法通过RJ45网口实现主控计算机与被校准专用测试设备进行命令和信息交互；通过对被校准专用测试设备的计量校准方面进行规范化要求，实现被校准专用测试设备与主控计算机之间的信息交互；通过交互双方信息实现全程自动配置、自动校准等动作。

所述校准方法具体过程包括：

校准系统在运行后和专用测试设备进行交互，通过固定的通讯协议命令专用测试设备返回其需要计量的信息，校准系统根据计量信息判定需要的计量仪器，并提醒计量校准人员连接仪器。

在计量过程中，校准系统和专用测试设备实现信息交互，专用测试设备返回实际采集的信号值或者实际输出的信号值，校准系统再根据实际仪器输出的信号值或者采集到的信号值进行对比，计算出误差值，并给出合格判据。

在校准完成后，校准系统可生成专用测试设备校准报告，并进行保存输出。整个校准过程自动进行。

在对一个被校准专用测试设备计量时，只需初次进行配置，后续可不需要再进行配置。

本发明的目的是为有益效果：

本发明的可自动控制外部计量仪器进行计量动作并且与专用测试设备进行通信，应用在航空领域，系统上电后自动检测外部仪器和非标测试试验台。

本发明所提出的校准系统具有以下特点；

整个计量过程自动进行，大大提高校准效率；

基于以太网通讯技术的通讯方式可靠性高、通用性强、稳定性高；

与试验台交互通过以太网进行，对试验台要求降低，稳定性强，通讯速度快，可远程操作性强；

整个计量过程自动进行，用户无需一直更换计量端口，输出电信号等操作，保证计量过程安全性和可靠性；

如果需要计量高压，大电流等计量项，计量人员可远离计量环境，计量过程无需人员参与，提高计量过程安全性；

本发明提出的校准系统，可嵌入到电学专用测试设备的设计中，实现被校设备的标准化和通用化。

附图说明

图1是计量系统整个环境计量流程图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明进行详细描述，参见附图1，一种应用于专用测试设备计量校准的系统，包括对外部计量仪器的控制和专用测试设备的通讯。在系统上电后自动检测系统上的外部控制计量仪器和需要计量的测试设备，并与之通信判定计量内容等。

其中，与外部计量仪器通过USB、串口、GPIB通信端口进行通信，与专用测试设备通过RJ45以太网进行通信，通过这种稳定快速的通信方式保证通过计量系统软件对专用测试设备和外部仪器的控制，并实现整个计量过程的安全、可靠、快速，精准的计量目的。

计量系统运行后通过以太网发送查询消息，检测网络上连接的专用测试设备和系统上连接的计量仪器。检测完成后返回已连接的专用测试设备信息和外部仪器信息，计量人员在外部连线完成后，启动计量流程，整个计量流程计算机自动进行，针对外部仪器的配置、采集、输出等动作和专用测试设备的输出、采集等动作。

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

基于以太网通讯技术的电学参量交互式校准系统，该系统基于以太网通讯技术实现交互式自动检测，所述系统包括主控计算机、被校准专用测试设备、计量标准器.

1)所述主控计算机作为服务器，所述被校准专用测试设备作为客户端；系统开始后，主控计算机持续扫描以太网总线端口，检测到被打开的端口后，与该端口进行连接并发送远程控制命令，命令内容和格式基于以太网交互式通讯协议，远程控制成功后，被校准专用测试设备将发送自身信息到服务器，并等待服务器发起新的控制命令；

2)系统运行后，被校准专用测试设备自动打开特定端口，等待服务器进行连接，当服务器连接成功后将发送远程控制命令，在接到控制命令后客户端通过以太网上传自身信息，并等待服务器发送进行新的控制命令。

3)所述自身信息至少包括四类信息，分别是被校准专用测设设备的基本信息、待校准项目信息、校准方法、自身信息版本号，其中，被校准专用测试设备的基本信息包括设备名称、型号、编号；待校准项目信息包括待校准项目、各校准项目涉及通道数量、校准点位、合格判据；校准方法包括各校准项目所述使用的计量标准器及接线位置；自身信息版本号体现上述三类信息的变更情况，用于校准信息的追溯。

4)主控计算机接收试验台上报的校准信息列表，解析其中信息，生成校准程序、校准原始记录模板；

5)将标准仪器测试线连接到专用测试设备某校准项目校准接口的接线端子；

6)在具体校准项目计量时，所述主控计算机选定某一特定校准项目，并告知被校准专用测试设备该校准项目所对应的校准通道及校准点位，被校准专用测试设备根据事先约定信号输入输出属性执行采集或输出，若约定信号为输入时，计量标准器输出，并由被校准专用测试设备采集；若约定信号为输出时，被校准专用测试设备输出，并由计量标准器采集。

7)重复第6条动作，直至完成该校准项目所对应的校准通道所有点位的校准。

8)当完成该校准项目该校准通道后所有点位的校准后，主控计算机告知被校准专用测试设备该校准项目所对应的下一校准通道的校准点位，重复第6条、第7条动作，直至完成该校准项目所有校准通道所有点位的校准。

9)当完成该校准项目所有校准通道所有点位的校准后，主控计算机告知被校准专用测试设备下一校准项目所对应的校准通道的校准点位，重复第6条至第8条动作，直至完成所有校准项目所有校准通道所有点位的校准。

10)主控计算机生成校准原始记录。

本发明的可自动控制外部计量仪器进行计量动作并且与专用测试设备进行通信，应用在航空领域，可嵌入到电学专用测试设备的设计中，实现被校设备的标准化和通用化；系统上电后自动检测外部仪器和非标测试试验台。

Claims (10)

1.基于以太网通讯技术的电学参量交互式校准系统，其特征在于，所述交互式校准系统基于以太网通讯技术实现交互式自动检测，所述系统包括主控计算机、被校准专用测试设备、计量标准器；所述主控计算机与被校准专用测试设备通过以太网进行交互式通讯，所述计量标准器提供标准量值，主控计算机将该标准量值与被校准专用测试设备上报测量值进行比对，给出比对结论。

2.如权利要求1所述的基于以太网通讯技术的电学参量交互式校准系统，其特征在于，所述主控计算机作为服务器，所述被校准专用测试设备作为客户端；系统开始后，主控计算机持续扫描以太网总线端口，检测到被打开的端口后，与该端口进行连接并发送远程控制命令，命令内容和格式基于以太网交互式通讯协议，远程控制成功后，被校准专用测试设备将发送自身信息到服务器，并等待服务器发起新的控制命令；

系统运行后，被校准专用测试设备自动打开特定端口，等待服务器进行连接，当服务器连接成功后将发送远程控制命令，在接到控制命令后客户端通过以太网上传自身信息，并等待服务器发送进行新的控制命令。

3.如权利要求2所述的基于以太网通讯技术的电学参量交互式校准系统，其特征在于，所述自身信息至少包括四类信息，分别是被校准专用测设设备的基本信息、待校准项目信息、校准方法、自身信息版本号，其中，被校准专用测试设备的基本信息包括设备名称、型号、编号；待校准项目信息包括待校准项目、各校准项目涉及通道数量、校准点位、合格判据；校准方法包括各校准项目所述使用的计量标准器及接线位置；自身信息版本号体现上述三类信息的变更情况，用于校准信息的追溯。

4.如权利要求1或2所述的基于以太网通讯技术的电学参量交互式校准系统，其特征在于，所述交互式通讯包括上报自身信息时，主控计算机与被校准专用测试设备之间的交互以及具体校准项目计量时，两者之间的交互。

5.如权利要求4所述的基于以太网通讯技术的电学参量交互式校准系统，其特征在于，在上报自身信息时，主控计算机解析上报的自身信息，生成可执行的计量程序，运行计量程序并执行具体校准项目的计量。

6.如权利要求4所述的基于以太网通讯技术的电学参量交互式校准系统，其特征在于，在具体校准项目计量时，所述主控计算机选定某一特定校准项目，并告知被校准专用测试设备该校准项目所对应的校准通道及校准点位，被校准专用测试设备根据事先约定信号输入输出属性执行采集或输出，若约定信号为输入时，计量标准器输出，并由被校准专用测试设备采集；若约定信号为输出时，被校准专用测试设备输出，并由计量标准器采集。

7.基于以太网通讯技术的电学参量交互式校准方法，采用如权利要求1-6任意一项所述的交互式校准系统，其特征在于，所述方法通过RJ45网口实现校准系统与被校准专用测试设备进行命令和信息交互；通过对被校准专用测试设备的计量校准方面进行规范化要求，实现被校准专用测试设备与校准系统之间的信息交互；通过交互双方信息实现全程自动配置、自动校准动作。

8.如权利要求7所述的基于以太网通讯技术的电学参量交互式校准方法，其特征在于，校准系统在运行后，与专用测试设备进行交互，通过固定的通讯协议命令专用测试设备返回其需要计量的信息，校准系统根据计量信息判定需要的计量仪器，并提醒计量校准人员连接仪器。

9.如权利要求8所述的基于以太网通讯技术的电学参量交互式校准方法，其特征在于，在计量过程中，校准系统和专用测试设备实现信息交互，专用测试设备返回实际采集的信号值或者实际输出的信号值，校准系统再根据实际仪器输出的信号值或者采集到的信号值进行对比，计算出误差值，并给出合格判据。

10.如权利要求8所述的基于以太网通讯技术的电学参量交互式校准方法，其特征在于，在校准完成后，校准系统可生成专用测试设备校准报告，并进行保存输出。

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