一种直流电压源远程量值传递与溯源系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种直流电压源远程量值传递与溯源系统和方法，包括有现场电压采集模块、实验室电压采集模块、通讯模块和上位机。本发明专利技术采用移动通讯（通信模块）方式来实现远程量值传递与溯源，使得于被校电压源的采集不再受到地点环境的限制，针对现场多路于被校电压源进行校准，现场回传带有时间信息的测量参数，并与实验室测量参数相对应，实现实时校准，由此便可以舍去时间不同步带来的引入误差。这样避免了被校准电压源脱离工作环境的情况，可以在被校准电压源原本的工作环境内实现校准活动。不易受环境、距离影响的远程电压源校准系统，实现了高效率、多现场、多路电压值的远程校准，达到了校准系统的快、准、精等要求。精等要求。精等要求。

【技术实现步骤摘要】
一种直流电压源远程量值传递与溯源系统和方法


[0001]本专利技术涉及电学计量校准领域，具体地说是一种直流电压源远程量值传递与溯源系统和方法。

技术介绍

[0002]在这个以高质量生产取代高速度生产的社会，仪器仪表的准确与否对产品的销售和使用有着重大的影响。计量校准活动就是保证仪器仪表测得值准确可靠的一个必要措施。目前，在计量仪器的校准领域中所应用到的技术都是传统的离线技术，包括传递标准表和标准计量器具置于现场的方法。
[0003]传递标准仪器：将标准仪器从实验室传递到现场，在现场中的整个校准过程中最重要的步骤是标准表的溯源，确保标准表的更高准确度等级。但是，将标准表传递到现场的过程中，很难保持标准表的准确性，会在传递的过程中产生附加误差，且产生误差的原因未知，误差大小未知，在理论上不可能消除传递过程中的误差。传递标准仪器过程复杂繁琐，无法确保标准仪器的更高准确度等级，所以会给现场检定带来无法消除的误差。
[0004]标准计量器具置于现场：将标准计量器具安置于校准现场，在现场进行计量校准活动，并将数据带回到标准实验室进行处理。该模式下将标准计量器具置于现场，需定期将标准计量器具带回到标准实验室进行标准计量器具的校准，以确保现场的计量校准活动的准确可靠。但是该模式在量值传递与溯源中周期较长，且成本较高，花费较多的人力物力，且在标准器具回传实验室的过程中依然伴随着大量附加误差的产生。
[0005]国内外针对远程校准所做出的研究有Roccotelli等人研究了基于物联网技术的动态称重系统，张军探讨了基于互联网的远程校准方法并进行了网络仿真。何绘宇设计构建了易于扩展、适用性强的构件式远程校准系统。余浪等人分析了基于ActiveX技术的远程总线校准系统。郭景涛等人设计了基于互联网的通用远程校准平台。张鹏等人阐述了利用云服务的远程计量系统的研究与开发。郭雷提出了一种能够实现现场视频监控的标准仪器校准的网络测控系统，该系统并未提出校准细节，只针对监控系统做出阐述。国防科技大学教研保障中心所提出的《基于LabVIEW远程校准系统研究》中指出对数字多用表的校准，但是全文所突出重点为上位机的编写和功能，被检表和标准源均处于同一环境，并不是真正意义的远传。
[0006]标准电压源的校准工作一直以来都是一个比较繁琐的过程，主要因为标准表在运输的过程中的多变性和复杂性，通过传递标准表来进行现场的校准，不能保证其在传递的过程中环境等因素对标准仪器的影响，引入大量的附加误差，而且在标准表运输的过程中还会产生大量的人力资源和物力资源的消耗。虽然学者们针对远程校准做了部分研究，但是针对电压源的“真正”远程校准还属于空白区域。对比已有技术和方案，尚未达到远程实时校准，整体的校准过程较为繁琐且精度较低。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的之一就是提供一种直流电压源远程量值传递与溯源系统，以解决现有技术中远程传递导致的误差较大的问题。
[0008]本专利技术的目的之一是这样实现的：一种直流电压源远程量值传递与溯源系统，包括有：
[0009]现场电压采集模块，位于被校电压源现场并与通讯模块连接，用于对被校电压源进行数据采集，并将采集结果送至现场通讯模块；
[0010]实验室电压采集模块，位于实验室并与通讯模块和上位机连接，对标准电压源进行数据采集，并将采集结果送至实验室上位机；
[0011]通讯模块，与现场电压采集模块和实验室电压采集模块相接，用于将接收到的被校电压源的数据和标准电压源的数据通过实验室电压采集模块输送至上位机，以及
[0012]上位机，与实验室电压采集模块相接，控制现场电压采集模块和实验室电压采集模块进行数据采集和传输，并对采集的数据进行读取、定向存储和处理，得到误差和不确定度信息，来判断此次校准是否符合检定要求。
[0013]进一步地，本专利技术可以按如下技术方案实现：
[0014]所述现场电压采集模块和所述实验室电压采集模块结构相同，均包括有：
[0015]电压采集端子电路，与被测电压端相接，用于接收被测电压端的电压数据，进行稳压分压后传送给电压值采集电路；
[0016]3V基准源，与电压值采集电路相接，用于与所采集的电压值模拟信号相比较；
[0017]J
‑
Link，与电压值采集电路相接，用于所编写的程序的烧录，以及模块的基本调试；
[0018]用户按键，与电压值采集电路相接，用于用户将指令传送给电压值采集电路；
[0019]通讯模块接口，与电压值采集电路相接，用于用户将电压值采集电路的信息传送给通讯模块；以及
[0020]电压值采集电路，与电压采集端子电路、3V基准源、J
‑
Link、用户按键、和通讯模块接口，用于根据用户指令对被校电压源的数据进行采集、预处理后传送至通讯模块。
[0021]所述通讯模块包括有：
[0022]现场通信模块，与现场电压采集模块和实验室通讯模块相接，用于接收现场电压采集模块输送的采集结果，并发送至实验室通讯模块；以及
[0023]实验室通讯模块，与现场通信模块和实验室电压采集模块相接，用于接收现场通信模块发送的被校电压源采集结果，并发送至实验室电压采集模块。
[0024]所述实验室电压采集模块通过实验室端计算机与所述上位机相接，所述现场电压采集模块与人机交互显示模块相连接。
[0025]所述上位机包括有：
[0026]校准控制模块，与实验室电压采集模块连接，用于进行校准流程的控制、校准点的设置、执行实验室电压采集模块所发出的控制指令；
[0027]系统管理模块，与实验室电压采集模块连接，对软件进行自检，以及管理人员权限的设置；以及
[0028]数据处理模块，与实验室电压采集模块连接，对现场以及实验室电压采集模块所
采集数据进行处理，并存储至实验室PC上的指定途径。
[0029]本专利技术的目的之二就是提供一种直流电压源远程量值传递与溯源方法，以解决现有方法中测量误差大，成本高的问题。
[0030]本专利技术的目的之二是这样实现的：一种直流电压源远程量值传递与溯源方法，包括如下步骤：
[0031]A、所述直流电压源远程量值传递方法应用于权利要求1所述的直流电压源远程量值传递系统；
[0032]B、启动客户端，上位机启动来清除缓存数据，软件进行自检；
[0033]C、建立远程通讯，上位机控制实验室通讯模块与现场通讯模块建立远程通讯，确定现场通讯模块能够接到实验室通讯模块的指令，并反馈给实验室通讯模块；
[0034]D、连接被校准仪器，将被校准仪器与现场电压采集模块相连接，将标准电压源与实验室电压采集模块进行连接；
[0035]E设定检测点和采样次数，根据检定规程设置好检定点，以及采样次数；
[0036]F数据的采集和传输，现场电压采集模块采集被校准仪器的电压值，该电压值经过预处理后连同时间参数一起通过现场通讯模块实验室端通讯模块经电压采集模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流电压源远程量值传递与溯源系统，其特征是，包括有：现场电压采集模块，位于被校电压源现场并与通讯模块连接，用于对被校电压源进行数据采集，并将采集结果送至现场通讯模块；实验室电压采集模块，位于实验室并与通讯模块和上位机连接，对标准电压源进行数据采集，并将采集结果送至实验室上位机；通讯模块，与现场电压采集模块和实验室电压采集模块相接，用于将接收到的被校电压源的数据和标准电压源的数据通过实验室电压采集模块输送至上位机；以及上位机，与实验室电压采集模块相接，控制现场电压采集模块和实验室电压采集模块进行数据采集和传输，并对采集的数据进行读取、定向存储和处理，得到误差和不确定度信息，来判断此次校准是否符合检定要求。2.根据权利要求1所述的直流电压源远程量值传递与溯源系统，其特征是，所述现场电压采集模块和所述实验室电压采集模块结构相同，均包括有：电压采集端子电路，与被测电压端相接，用于接收被测电压端的电压数据，进行稳压分压后传送给电压值采集电路；3V基准源，与电压值采集电路相接，用于与所采集的电压值模拟信号相比较；J
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Link，与电压值采集电路相接，用于所编写的程序的烧录，以及模块的基本调试；用户按键，与电压值采集电路相接，用于用户将指令传送给电压值采集电路；通讯模块接口，与电压值采集电路相接，用于用户将电压值采集电路的信息传送给通讯模块；以及电压值采集电路，与电压采集端子电路、3V基准源、J
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Link、用户按键、和通讯模块接口，用于根据用户指令对被校电压源的数据进行采集、预处理后传送至通讯模块。3.根据权利要求1所述的直流电压源远程量值传递与溯源系统，其特征是，所述通讯模块包括有：现场通信模块，与现场电压采集模块和实验室通讯模块相接，用于接收现场电压采集模块输送的采集结果，并发送至实验室通讯模块；以及实验室通讯模块，与现场通信模块和实验室电压采集模块相接，用于接收现场通信模块发送的被校电压源采集结果，并发送至实验室电压采集模块。4.根据权利要求1所述的直流电压源远程量值传递与溯源系统，其特征是，所述实验室电压采集模块通过实验室端计算机与所述上位机相接，所述现场电压采集模块与人机交互显示模块相连接。5.根据权利要求1所述的直流电压源远程量值传递与溯源系统，其特征是，所述上位机包括有：校准控制模块，与实验室电压采集模块连接，用于进行校准流程的控制、校准点的设置、执行实验室电压采集模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：方立德，李宜明，段思涵，马鑫月，韦子辉，
申请(专利权)人：河北大学，
类型：发明
国别省市：