一种直流电压比例量值溯源测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种直流电压比例量值溯源测量系统，包括标准器、被试品、信号输入端口、阻抗匹配模块、通道交替转换模块、协议解析模块、时序控制模块和上位机系统；通道交替转换模块包括多个测量通道组，信号输入端口包括标准器模拟端口、被试品模拟端口和被试品数字端口，信号输入端口与通道交替转换模块相连，被试品数字端口与协议解析模块相连，协议解析模块、阻抗匹配模块、时序控制模块和通道交替转换模块均与上位机系统相连。本实用新型专利技术能够同时满足模拟量输出和数字量输出两种类型直流电压比例装置的量值溯源需求；有效减少了输入阻抗和测量通道系统误差对溯源结果的影响，提高了溯源测量的准确度。

A direct current voltage scale traceability measurement system

The utility model discloses a direct current voltage proportional value traceability measurement system, which includes the standard device, the trial product, the signal input port, the impedance matching module, the channel alternation module, the protocol parsing module, the timing control module and the upper computer system, and the channel alternation conversion module consists of several measurement channel groups and signal transmission. The input port includes the analog port of the standard device, the simulated port of the trial product and the digital port of the tested product. The signal input port is connected with the channel alternation module. The digital port of the test product is connected with the protocol parsing module. The protocol parsing module, the impedance matching module, the timing control module and the channel alternation module are all with the upper computer system. The system is connected. The utility model can simultaneously meet the quantity value traceability requirements of two types of DC voltage proportional devices with analog output and digital output, and effectively reduce the impact of input impedance and measurement channel system error on the traceability results, and improve the accuracy of traceability measurement.

【技术实现步骤摘要】
一种直流电压比例量值溯源测量系统
本技术涉及直流电压测量
，具体涉及一种直流电压比例量值溯源测量系统。
技术介绍
直流电压比例装置是进行直流高压测量的必要设备，它是将直流高电压按照一定的比例转换成直流低电压，其量值的准确度决定了直流高压测量的准确度，一般需要对其量值进行溯源测量，现有直流电压比例量值溯源时，一般采用测差法和电压比法。测差法是通过测量标准器与被试品之间测差桥臂两端的电压，将被试品的量值溯源到标准器上，可分为补偿法和差值法。补偿法是在测差桥臂上串联补偿电源和指零仪，通过手动调节补偿电源使指零仪指零，对测差桥臂两端的电压进行测量。差值法是在测差桥臂上串联电压表，对测差桥臂两端的电压进行直接测量。而在精密测量中，补偿法所采用的指零仪的灵敏度很高，因此指零仪极易受手动调节等人为因素的干扰而影响量值溯源的准确度；而差值法中流过测差桥臂的差值电流对量值溯源准确度影响较大；因此，补偿法和差值法都不适用于高精度的直流电压比例量值溯源。电压比法是通过直接测量标准器与被试品的输出电压，将被试品的量值溯源到标准器上。由于数字电压表的输入阻抗会影响标准器或被试品的分压比，而且测量标准器和测量被试品的两块数字电压表具有不同的测量系统误差，因此在高精度的直流电压比例量值溯源中，电压比法的最终量值溯源结果准确度较低，无法满足要求。另外测差法和电压比法一般用于标准器和被试品是模拟量输出的情况。随着数字化技术的发展，目前很多直流电压比例装置的输出信号已经从模拟信号变成符合特定规约的数字信号，对这类直流电压比例装置进行量值溯源时，现有的测差法和电压比法无法适用。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种直流电压比例量值溯源测量系统，能够同时满足模拟量输出和数字量输出两种类型直流电压比例装置的量值溯源需求；有效减少了输入阻抗和测量通道系统误差对溯源结果的影响，提高了溯源测量的准确度。为了解决上述技术问题，本技术提供的技术方案如下：一种直流电压比例量值溯源测量系统，包括标准器、被试品、信号输入端口、阻抗匹配模块、通道交替转换模块、协议解析模块、时序控制模块和上位机系统；所述信号输入端口包括标准器模拟端口、被试品模拟端口和被试品数字端口，所述被试品设置有模拟量输出端口或数字量输出端口，所述标准器模拟端口的输入端与标准器的输出端相连，被试品模拟端口的输入端与被试品的模拟量输出端口相连，被试品数字端口的输入端与被试品的数字量输出端口相连，标准器模拟端口的输出端和被试品模拟端口的输出端均与通道交替转换模块的输入端相连，被试品数字端口的输出端与协议解析模块的输入端相连，协议解析模块的输出端与上位机系统相连，所述通道交替转换模块也与上位机系统相连，所述通道交替转换模块的输入端和协议解析模块的输入端均与时序控制模块的输出端相连，所述时序控制模块的输入端与上位机系统相连，所述标准器模拟端口和被试品模拟端口均与阻抗匹配模块相连，所述阻抗匹配模块还与上位机系统相连；所述通道交替转换模块包括多个测量通道组，每个测量通道组包括两个测量通道，两个所述测量通道分别用于测量标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号，并将测量结果发送至上位机系统；所述多个测量通道组的输出阻抗均不同；所述通道交替转换模块还用于实现标准器模拟端口输出的信号所在测量通道和被试品模拟端口输出的信号所在测量通道的交替转换；所述时序控制模块用于发出触发信号，控制通道交替转换模块进行标准器模拟端口输出的信号所在测量通道和被试品模拟端口输出的信号所在测量通道的交替转换；以及控制通道交替转换模块进行信号采样，控制协议解析模块解析数字量信号；所述协议解析模块用于将被试品数字端口输出的数字量按照规定的协议进行解析，获得被试品的电压测量值并将电压测量值发送至上位机系统；所述阻抗匹配模块用于对标准器和被试品的输出阻抗进行测量，同时将测量结果传送到上位机系统中；上位机系统用于控制时序控制模块发出触发信号；控制阻抗匹配模块对标准器和被试品的输出阻抗进行测量，并根据标准器和被试品的输出阻抗测量结果选择通道交替转换模块中的一个测量通道组；计算测量通道组的输入阻抗并根据测量通道组的输入阻抗、通道交替转换模块中测量通道的测量结果和协议解析模块解析获得的电压测量值，计算出最终的溯源结果；上位机系统还用于设置触发信号的触发周期和测量时间。所述通道交替转换模块包括通道切换模块和双通道AD转换模块，所述标准器模拟端口的输出端和被试品模拟端口的输出端均与通道切换模块的输入端相连，所述通道切换模块的输出端与双通道AD转换模块的输入端相连，所述通道切换模块的输出端和双通道AD转换模块的输出端均与上位机系统相连，双通道AD转换模块的输入端也与上位机系统相连；所述通道切换模块的输入端和双通道AD转换模块的输入端均与时序控制模块的输出端相连，所述双通道AD转换模块包括多个所述测量通道组；所述通道切换模块包括切换开关；所述通道切换模块用于根据触发信号进行切换开关工作状态的切换，并将切换开关工作状态信号传送至上位机系统；上位机系统用于读取通道切换模块的切换开关工作状态信号并根据切换开关工作状态信号判断标准器输出信号和被试品的输出信号分别与双通道AD转换模块的输出信号的对应关系。所述通道切换模块包括触发信号接收模块、开关模块和开关状态逻辑模块，所述开关模块包括所述切换开关，触发信号接收模块与时序控制模块相连，开关模块与双通道AD转换模块的输入端相连，开关状态逻辑模块与上位机系统相连，开关状态逻辑模块用于将开关状态逻辑信号传送至上位机系统。双通道AD转换模块包括通道选择模块和AD测量模块，AD测量模块包含多个所述测量通道组，所述测量通道组的测量通道还将标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号的测量结果转化为数字量，并将数字量测量结果发送至上位机系统，所述上位机系统用于控制通道选择模块选择AD测量模块中的测量通道组，所述测量通道组用于在收到触发信号后进行标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号的采样和测量，并将测量结果发送至上位机系统；所述触发信号为触发脉冲。本技术具有以下有益效果：本技术的溯源测量系统，能够同时满足模拟量输出和数字量输出两种类型直流电压比例装置的量值溯源需求；有效减少了输入阻抗对溯源结果的影响，提高了溯源测量的准确度；通过通道交替转换模块实现被试品和标准器输出信号在测量通道中的交替测量，有效消除测量通道的系统误差对溯源结果的影响，大大提高了溯源测量的准确度。附图说明图1是本技术的原理框图；图2是通道切换模块与双通道AD转换模块的原理结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本技术的限定。如图1所示，一种直流电压比例量值溯源测量系统，包括标准器、被试品、信号输入端口、阻抗匹配模块、通道交替转换模块、协议解析模块、时序控制模块和上位机系统；信号输入端口包括标准器模拟端口、被试品模拟端口和被试品数字端口，分别记为A1、A2和D；被试品设置有模拟量输出端口或数字量输出端口，标准器模拟端口的输入端与标准器的输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流电压比例量值溯源测量系统，其特征是，包括标准器、被试品、信号输入端口、阻抗匹配模块、通道交替转换模块、协议解析模块、时序控制模块和上位机系统；所述信号输入端口包括标准器模拟端口、被试品模拟端口和被试品数字端口，所述被试品设置有模拟量输出端口或数字量输出端口，所述标准器模拟端口的输入端与标准器的输出端相连，被试品模拟端口的输入端与被试品的模拟量输出端口相连，被试品数字端口的输入端与被试品的数字量输出端口相连，标准器模拟端口的输出端和被试品模拟端口的输出端均与通道交替转换模块的输入端相连，被试品数字端口的输出端与协议解析模块的输入端相连，协议解析模块的输出端与上位机系统相连，所述通道交替转换模块也与上位机系统相连，所述通道交替转换模块的输入端和协议解析模块的输入端均与时序控制模块的输出端相连，所述时序控制模块的输入端与上位机系统相连，所述标准器模拟端口和被试品模拟端口均与阻抗匹配模块相连，所述阻抗匹配模块还与上位机系统相连；所述通道交替转换模块包括多个测量通道组，每个测量通道组包括两个测量通道，两个所述测量通道分别用于测量标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号，并将测量结果发送至上位机系统；所述多个测量通道组的输出阻抗均不同；所述通道交替转换模块还用于实现标准器模拟端口输出的信号所在测量通道和被试品模拟端口输出的信号所在测量通道的交替转换；所述时序控制模块用于发出触发信号，控制通道交替转换模块进行标准器模拟端口输出的信号所在测量通道和被试品模拟端口输出的信号所在测量通道的交替转换；以及控制通道交替转换模块进行信号采样，控制协议解析模块解析数字量信号；所述协议解析模块用于将被试品数字端口输出的数字量按照规定的协议进行解析，获得被试品的电压测量值并将电压测量值发送至上位机系统；所述阻抗匹配模块用于对标准器和被试品的输出阻抗进行测量，同时将测量结果传送到上位机系统中；上位机系统用于控制时序控制模块发出触发信号；控制阻抗匹配模块对标准器和被试品的输出阻抗进行测量，并根据标准器和被试品的输出阻抗测量结果选择通道交替转换模块中的一个测量通道组；计算测量通道组的输入阻抗并根据测量通道组的输入阻抗、通道交替转换模块中测量通道的测量结果和协议解析模块解析获得的电压测量值，计算出最终的溯源结果；上位机系统还用于设置触发信号的触发周期和测量时间。...

【技术特征摘要】
1.一种直流电压比例量值溯源测量系统，其特征是，包括标准器、被试品、信号输入端口、阻抗匹配模块、通道交替转换模块、协议解析模块、时序控制模块和上位机系统；所述信号输入端口包括标准器模拟端口、被试品模拟端口和被试品数字端口，所述被试品设置有模拟量输出端口或数字量输出端口，所述标准器模拟端口的输入端与标准器的输出端相连，被试品模拟端口的输入端与被试品的模拟量输出端口相连，被试品数字端口的输入端与被试品的数字量输出端口相连，标准器模拟端口的输出端和被试品模拟端口的输出端均与通道交替转换模块的输入端相连，被试品数字端口的输出端与协议解析模块的输入端相连，协议解析模块的输出端与上位机系统相连，所述通道交替转换模块也与上位机系统相连，所述通道交替转换模块的输入端和协议解析模块的输入端均与时序控制模块的输出端相连，所述时序控制模块的输入端与上位机系统相连，所述标准器模拟端口和被试品模拟端口均与阻抗匹配模块相连，所述阻抗匹配模块还与上位机系统相连；所述通道交替转换模块包括多个测量通道组，每个测量通道组包括两个测量通道，两个所述测量通道分别用于测量标准器模拟端口输出的模拟量信号和被试品模拟端口输出的模拟量信号，并将测量结果发送至上位机系统；所述多个测量通道组的输出阻抗均不同；所述通道交替转换模块还用于实现标准器模拟端口输出的信号所在测量通道和被试品模拟端口输出的信号所在测量通道的交替转换；所述时序控制模块用于发出触发信号，控制通道交替转换模块进行标准器模拟端口输出的信号所在测量通道和被试品模拟端口输出的信号所在测量通道的交替转换；以及控制通道交替转换模块进行信号采样，控制协议解析模块解析数字量信号；所述协议解析模块用于将被试品数字端口输出的数字量按照规定的协议进行解析，获得被试品的电压测量值并将电压测量值发送至上位机系统；所述阻抗匹配模块用于对标准器和被试品的输出阻抗进行测量，同时将测量结果传送到上位机系统中；上位机系统用于控制时序控制模块发出触发信号；控制阻抗匹配模块对标准器和被试品的输出阻抗进行测量，并根据标准器和被试品的输出阻抗测量结果选择通道交替转换模块中的一个测量通道组；计算测量通道组的输入阻抗并根据测量通道组的输入阻抗、通道交...

【专利技术属性】
技术研发人员：李登云，岳长喜，朱凯，熊魁，李智成，刘洋，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：北京,11