CN211427149U - 一种数据采集设备的自动标定测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种数据采集设备的自动标定测试系统，属于数据采集设备自动标定测试系统技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种数据采集设备的自动标定测试系统硬件结构的改进；解决该技术问题采用的技术方案为：测试计算机的信号输出端分别与模拟信号源、数字信号源相连，所述模拟信号源、数字信号源的信号输出端分别与开关矩阵模块相连，所述开关矩阵模块的输出端与数据采集装置相连；所述数据采集装置的输出端与数据接收装置相连，所述数据接收装置通过导线与测试计算机的信号输入端相连；所述测试计算机与开关矩阵模块之间还设置有数字万用表；本实用新型应用于数据采集设备。
Description
技术领域
本实用新型一种数据采集设备的自动标定测试系统，属于数据采集设备自动标定测试系统技术领域。
背景技术
目前数据采集设备在生产检测过程中，一般采用人工手动或半自动的测试方式进行校验，由多名测试人员对数据采集设备、测量仪器、仪表按流程进行操作，并读取采集值，进行记录和计算测试结果；在测试过程中，需要测试人员向信号采集接口输入不同种类的模拟电信号和数字信号，同时对采集设备输出的数据进行记录分析，对输入信号和采集设备输出数据分析计算，获得数据采集设备各通道的转换系数、测量误差、误码率等参数；但目前使用的测试方法对产品操作的过程复杂、重复环节多、计算时间长、工作效率低下，且容易出现人为错误。
实用新型内容
本实用新型为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种数据采集设备的自动标定测试系统硬件结构的改进。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种数据采集设备的自动标定测试系统，包括测试计算机，所述测试计算机的信号输出端分别与模拟信号源、数字信号源相连，所述模拟信号源、数字信号源的信号输出端分别与开关矩阵模块相连，所述开关矩阵模块的输出端与数据采集装置相连；
所述数据采集装置的输出端与数据接收装置相连，所述数据接收装置通过导线与测试计算机的信号输入端相连；
所述测试计算机与开关矩阵模块之间还设置有数字万用表。
所述开关矩阵模块内部设置有多路继电器触点和多路模拟单刀双掷开关，用于多路模拟信号和数字信号的输出校验；
所述继电器触点型号为HK3FF-DC5V-SHG。
所述测试计算机还连接有显示屏和键盘。
所述数据采集装置的数量为四个。
所述数字万用表具体为DMM4040型号的六位半数字万用表；
所述模拟信号源的内部设置有程控电源和函数信号发生器，所述程控电源的型号为DP831A，所述函数信号发生器的型号为DG1022Z；
所述数据接收装置的型号为YJS-103；
所述数字信号源的型号为EP-H6272。
本实用新型相对于现有技术具备的有益效果为：本实用新型提供一种用于数据采集设备的自动化标定和测试系统，在数据采集设备生产和测试过程中，实现了对数据采集设备的静态阻抗测试、自动化标定、精度检测和数据分析回放等功能，采用该测试系统可同时对多台数据采集设备进行自动化测试，测试全程由计算机控制，测试完成后自动形成报表，可以有效提高数据采集设备的生产和测试效率，并能提高测试的准确度；本实用新型实现了各个测试设备的独立或同步工作，克服现有测试流程繁琐的问题，同时利用开关矩阵内部的开关切换实现设备测试通道的自动切换，可以降低测试人员操作的工作量。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
图1为本实用新型测试系统的电路结构示意图；
图2为本实用新型测试系统的使用状态示意图；
图3为本实用新型开关矩阵模块的模拟信号测试电路结构示意图；
图4为本实用新型开关矩阵模块的数字信号测试电路结构示意图；
图中：1为在数据采集装置、2为测试计算机、3为数字万用表、4为开关矩阵模块、5为模拟信号源、6为数据接收装置、7为数字信号源。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型一种数据采集设备的自动标定测试系统，包括测试计算机（2），所述测试计算机（2）的信号输出端分别与模拟信号源（5）、数字信号源（7）相连，所述模拟信号源（5）、数字信号源（7）的信号输出端分别与开关矩阵模块（4）相连，所述开关矩阵模块（4）的输出端与数据采集装置（1）相连；
所述数据采集装置（1）的输出端与数据接收装置（6）相连，所述数据接收装置（6）通过导线与测试计算机（2）的信号输入端相连；
所述测试计算机（2）与开关矩阵模块（4）之间还设置有数字万用表（3）。
所述开关矩阵模块（4）内部设置有多路继电器触点和多路模拟单刀双掷开关，用于多路模拟信号和数字信号的输出校验；
所述继电器触点型号为HK3FF-DC5V-SHG。
所述测试计算机（2）还连接有显示屏和键盘。
所述数据采集装置（1）的数量为四个。
数据采集设备在检测过程中，通过本实用新型提供的测试系统可同时对多套相同型号的数据采集设备进行精读检测，实现数据采集设备输出数据的实时显示、误差测量和存储，有效提高测试效率，同时可对存储的数据进行事后调取，方便测试人员对任意测试通道的采集数据进行分析。
本实用新型可根据用户需求的配置，实现不同数据采集设备测试通道的自动标定和检测，准确清晰的获得测试通道的相应函数关系，为数据采集设备在不同环境下工作提供了一定的校正依据；本实用新型提供的自动标定测试系统以计算机为主体，通过设置的时序，控制数据采集设备和仪器仪表，实现数据采集设备的自动化测试；系统的硬件部分主要包括测试计算机、模拟信号源、数字信号源、数字万用表、开关矩阵模块和数据接收装置，其系统连接结构如图1所示。
所述模拟信号源具体为数据采集设备提供高精度的直流或交流模拟信号，所述数字信号源具体为数据采集设备提供ARINC429、RS485和RS232等传输协议的多种数字信号，所述数字万用表用于测量模拟信号源输出信号的电压值，并将其作为系统的标准值。
所述开关矩阵模块是数据采集设备进行自动化标定和精度检测的硬件枢纽，使用时，所有的模拟信号和数字信号都要经过开关矩阵模块内部的开关切换完成测试通道的多路选通，并将最终测试信号输送至数据采集装置，所述数据接收装置用于接收数据采集装置的输出信号，并通过以太网接口将其传回控制计算机。
本实用新型提供的数据采集装置自动标定测试系统在使用时，首先对待测设备通道的静态阻抗进行测试，在数据采集装置（1）不加任何信号的前提下，对各传输通道的静态电阻进行测量，并生成电阻测试报告；测试过程中，控制测试计算机（2）对数字万用表（3）和开关矩阵模块（4）发送仪器控制信号，控制开关矩阵模块（4）切换接通回路的开关，实现数字万用表（3）与数据采集装置（1）待测通道的一一选通，完成待测通道的静态阻抗测试；
然后对待测设备通道进行自动化标定，所述数据采集装置（1）在正常供电的工作情况下，控制测试计算机（2）输出控制信号，模拟信号源（5）根据设置参数产生输出直流或交流电作为基准信号，所述基准信号经过开关矩阵模块（4）内部的开关切换，输入至数据采集装置（1）的标定通道；所述测试计算机（2）通过数据接收装置（6）接收数据采集装置（1）输出的信号，并与数字万用表（3）采集的基准信号值进行对比分析，拟合出传输曲线并计算出数据采集装置（1）中各传输通道的传递函数，同时生成标定数据文件，然后将标定数据文件载入测试计算机（2）完成各传输通道的复测，并在复测结束后生成测试报告；
然后对待测设备通道进行检测精度，所述数据采集装置（1）在供电正常工作的情况下，控制测试计算机（2）输出控制信号，控制模拟信号源（5）产生标准模拟信号，控制数字信号源（7）产生标准数字信号，所述标准模拟信号和标准数字信号经过开关矩阵模块（4）内部的开关切换，输入至数据采集装置（1）的测试通道；所述测试计算机（2）通过数据接收装置（6）接收数据采集装置（1）输出的信号，并与数字信号和数字万用表（3）采集的基准信号值进行对比分析，计算出数字信号的误码率及传输通道测量误差，并在测试结束后生成测试报告；在测试过程中，所述测试计算机（2）对数据采集装置（1）输出的测量数据、计算出的数字量误码率及测试通道测试误差进行实时显示和存储，所述开关矩阵模块（4）的输出端可以并联多套型号相同的数据采集装置（1），实现对多套数据采集装置（1）的同时测试。
最后在完成上述操作后控制测试计算机（2）对标定测试数据进行回放分析，数据回放分析是对检测精度过程中存储的数据进行事后回放分析，主要包括模拟信号曲线的绘制及数字信号的校验。
进一步的，本发明在对数据采集设备做标定测试时，通过开关矩阵模块实现对不同测试信号的切换，如图3所示，具体为矩阵模块中模拟信号测试电路，在使用前，所有的输出通道默认接地，对误接入的待测设备起到保护作用；
首先进行静态阻抗测试，通过测试计算机控制继电器触点OUT1~OUT8处于图中切换状态，然后通过测试计算机控制继电器触点OUT9和OUT10导通各自的2-3触点，然后依次导通OUT11~OUT74的2-3触点，实现数字万用表对全部64个测试通道的阻抗测试，并将测试值上传至测试计算机。
对交流信号进行测试时，控制继电器触点OUT1~OUT6处于断开状态，测试计算机控制继电器触点OUT7~OUT10导通2-3触点，并依次导通或同时导通继电器触点OUT11~OUT74的2-3触点，在函数信号发生器输出交流信号的基础上，实现对全部64个测试通道的交流信号依次或同时输出，在此过程中，使用数字万用表实时监测测试通道的交流信号，并将测试值上传至测试计算机。
对直流正/负信号进行测试时，正信号输出测试切换状态为：继电器触点OUT1~OUT4处于导通状态，继电器触点OUT5~OUT6处于断开状态，继电器触点OUT7~OUT8导通1-2触点，继电器触点OUT9~OUT10导通2-3触点，然后依次导通或同时导通OUT11~OUT74的2-3触点，在程控电源输出直流信号的基础上，实现对64个测试通道的直流信号依次或同时输出，在此过程中，使用数字万用表实时监测测试通道的直流信号，并将测试值上传至测试计算机；对负信号输出进行测试时，与正信号输出流程基本相同，只需断开继电器触点OUT3~OUT4，导通继电器触点OUT5~OUT6即可进行测试。
如图4所示，具体为矩阵模块中数字信号测试电路，所述数字信号源发出的数字信号直接通过开关矩阵输出，同时测试计算机可通过控制不同继电器触点的导通，实现对不同数字信号通道的输出校验；比如数字信号源输出数字信号时，只需导通继电器触点OUT90和OUT100即可通过测试计算机完成输出数字量通道1的校验。
本实用新型应用于多款数据采集设备的标定和检测，其内部设置的开关矩阵实现了测试通道的自动化切换，大大的节约了人工操作时长，同时也保证了测试通道的正确性；在对数据采集设备进行标定和检测过程中，由测试计算机自动记录和分析测试数据，避免了人工检测可能造成的失误，在整个数据采集设备的标定和检测过程中，由原先4小时的人工操作时间缩短为5分钟的自动化测试，大大提高了测试效率；使用本实用新型对数据采集设备进行精度检测时，可连接多套相同型号的数据采集设备，实现了多套数据采集设备的同时检测，多套数据采集设备的连接示意图如图2所示。
本实用新型使用的测试计算机（2）主要通过交换机完成对不同测试设备的控制；
所述数字万用表（3）具体为DMM4040六位半数字万用表；
所述模拟信号发生器（5）具体由高精度的程控电源DP831A和函数信号发生器DG1022Z组成；
所述数据接收装置（6）采用型号为YJS-103的接收机完成对数据采集装置（1）信号的接收和传输；
所述数字信号发生器（7）主要由恩菲特的EP-H6272板卡和公司自研的KZK-01数字信号盒完成各类数字信号的输出。
关于本实用新型具体结构需要说明的是，本实用新型采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本实用新型提出的技术问题，本实用新型中出现的部件、模块、具体元器件的型号、连接方式除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的已公开专利、已公开的期刊论文、或公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种数据采集设备的自动标定测试系统，其特征在于：包括测试计算机（2），所述测试计算机（2）的信号输出端分别与模拟信号源（5）、数字信号源（7）相连，所述模拟信号源（5）、数字信号源（7）的信号输出端分别与开关矩阵模块（4）相连，所述开关矩阵模块（4）的输出端与数据采集装置（1）相连；
所述数据采集装置（1）的输出端与数据接收装置（6）相连，所述数据接收装置（6）通过导线与测试计算机（2）的信号输入端相连；
所述测试计算机（2）与开关矩阵模块（4）之间还设置有数字万用表（3）。
2.根据权利要求1所述的一种数据采集设备的自动标定测试系统，其特征在于：所述开关矩阵模块（4）内部设置有多路继电器触点和多路模拟单刀双掷开关，用于多路模拟信号和数字信号的输出校验；
所述继电器触点型号为HK3FF-DC5V-SHG。
3.根据权利要求2所述的一种数据采集设备的自动标定测试系统，其特征在于：所述测试计算机（2）还连接有显示屏和键盘。
4.根据权利要求3所述的一种数据采集设备的自动标定测试系统，其特征在于：所述数据采集装置（1）的数量为四个。
5.根据权利要求4所述的一种数据采集设备的自动标定测试系统，其特征在于：所述数字万用表（3）具体为DMM4040型号的六位半数字万用表；
所述模拟信号源（5）的内部设置有程控电源和函数信号发生器，所述程控电源的型号为DP831A，所述函数信号发生器的型号为DG1022Z；
所述数据接收装置（6）的型号为YJS-103；
所述数字信号源（7）的型号为EP-H6272。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112578266A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-03-30 | 杭州长川科技股份有限公司 | 应用于半导体测试设备的自检系统 |
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2020
- 2020-04-03 CN CN202020479416.7U patent/CN211427149U/zh active Active
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Denomination of utility model: An Automatic Calibration Testing System for Data Acquisition Equipment Effective date of registration: 20231215 Granted publication date: 20200904 Pledgee: Shanxi Bank Co.,Ltd. Datong Branch Pledgor: KOTEL SPACEFLIGHT DEFENSE TECHNOLOGY Co.,Ltd. SHANXI Registration number: Y2023140000068 |
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