一种计量装置远程校准系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种计量装置远程校准系统和方法，其中，所述系北斗卫星、地面卫星站、北斗主站板卡与至少一个北斗测量板卡组成，由北斗主站板卡通过北斗卫星与地面卫星站发送加密信息给北斗测量板卡，再由北斗测量板卡对加密信息进行解密，形成解密数据后，对外输出相应的模拟信号，其中，输出的信号包括电压、电流与频率。所述系统和方法中的北斗主站板卡和北斗测量使用双向授时原理，通过接收卫星信号获取授时，再与地面卫星站通信获取授时校准，使时钟同频更精确，从而实现远程多通道数据采集与控制的精确同步，具有广阔的工程化应用和成果推广空间。推广空间。推广空间。

【技术实现步骤摘要】
一种计量装置远程校准系统和方法


[0001]本专利技术涉及计量校准领域，并且更具体地，涉及一种计量装置远程校准系统和方法。

技术介绍

[0002]随着社会的进步、科技的发展，人们对产品的质量要求也越来越高。高技术产品的生产复杂性增加、制造难度增大，所以对生产设备的计量校准要求也随之提高。然而部分传统的计量标准装置庞大不易搬动，或者属于在线校准无法搬动，更有部分属于高端精密设备禁止搬动，所以增加了量值传递和计量校准的难度，还有多设备间的同步计量误差等。因此，基于网络实现远程计量装置校准及检测对降低成本、提升校准准确度都很有必要。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术中计量标准装置不易搬运，禁止搬运造成的计量标准标准与待标准计量装置之间量值传递和计量校准难度大的问题，本专利技术提供一种计量装置远程校准系统和方法。
[0004]根据本专利技术的一方面，本专利技术提供一种计量装置远程校准系统，所述系统包括北斗卫星，地面卫星站和北斗主站板卡，以及至少一个北斗测量板卡，北斗主站板卡与计量标准装置连接，北斗测量板卡与待校准计量装置连接，其中：
[0005]北斗主站板卡，用于接收北斗卫星信号获取授时，并与地面卫星站通信获取授时校准，生成第一PPS信号和第一时间信息，并采集计量标准装置传输的外部信号，以及根据所述PPS信号、时间信息和外部信号生成加密信息，通过地面卫星站与北斗卫星发送所述加密信息至北斗测量板卡；
[0006]北斗测量板卡，用于接收北斗卫星信号获取授时，并与地面卫星站通信获取授时校准，通过北斗卫星接收所述加密信息，并对所述加密信息进行解密，并基于解密后的数据向待校准计算装置输出相应的模拟信号。
[0007]可选地，所述北斗主站板卡包括第一处理单元，第一ADC芯片，第一北斗芯片，数据监测模块，以及与计量标准装置连接的数据输入接口，其中：
[0008]第一处理单元，用于与第一北斗芯片进行数据通信，获取第一PPS信号和第一时间信息；接收频率监测模块传输的第一频率信号；以及运行算法对第一频率信号、第一数字电压信号和第一数字电流信号进行解析和编码，生成第一编码信息传输至第一北斗芯片；
[0009]第一北斗芯片，用于接收卫星信号获取授权，并与地面卫星站通过获取授时校准，以及与第一处理单元进行数据通信，将第一编码信息、第一PPS信号和第一时间信息进行加密，生成加密信息，并通过地面卫星站和北斗卫星传输至北斗测量板卡；
[0010]数据监测模块，用于采集计量标准装置传输的外部信号，所述数据监测模块包括频率监测模块，电压监测模块和电流监测模块，与计量标准装置连接的数据输入接口包括频率输入接口，电压输入接口和电流输入接口，其中，电压监测模块和电流监测模块分别通
过电压输入接口和电流输入接口采集第一模拟电压信号和第一模拟电流信号，频率监测模块通过频率输入接口采集第一频率信号；
[0011]第一ADC芯片，用于将第一模拟电压信号和第一模拟电流信号转换为第一数字电压信号和第一数字电流信号后传输至第一处理单元。
[0012]可选地，所述第一处理单元和第一北斗芯片之间采用UART协议进行数据通信，所述第一ADC芯片和第一处理单元之间采用SPI协议进行数据通信。
[0013]可选地，所述北斗测量板卡包括第二处理单元，DAC芯片，第二ADC芯片，第三ADC芯片，第二北斗芯片，第一VFC压频和频压转换器，第二VFC压频和频压转换器，电流源模块，频率/电压监控模块、频率/电压输出接口和电流输出接口，其中：
[0014]第二处理单元，用于与第二北斗芯片进行数据通信，获取所述加密信息并进行解密，获取解密后数据，以及获取第二PPS信号和第二时间信息；将解密后数据和第二PPS信号送入第一VFC压频和频压转换器；运行算法对第二数据电压信号进行解析和编码，生成第二编码信息传输至DAC芯片；对第二数据电流信号和第二频率信号进行校准；
[0015]第二北斗芯片，用于接收卫星信号获取授权，并与地面卫星站通过获取授时校准，以及与第二处理单元进行数据通信；
[0016]第一VFC压频和频压转换器，用于根据解密后数据和第二PPS信号生成第二模拟电压信号；
[0017]第二ADC芯片，用于将第二模拟电压信号转换为第二数字电压信号，并传输至第二处理单元；
[0018]DAC芯片，用于将第二编码信息进行数模转换后生成的模拟信号传输至电流源模块；
[0019]电流源模块，用于根据所述模拟信号输出第三模拟电压信号和第二模拟电流信号，其中，第二模拟电流信号通过线圈组件的非接触感应方式进行比例放大后输出至电流输出接口，并通过电流输出接口传输至待校准计量装置；以及将第二模拟电流信号传输至第三ADC芯片，将第三模拟电压信号传输至第二VFC压频和频压转换器；
[0020]第三ADC芯片，用于采集第二模拟电流信号，并将第二模拟电流信号转换为第二数字电流信号后传输至第二处理单元；
[0021]第二VFC压频和频压转换器，用于将第三模拟电压信号转换为第二频率信号；
[0022]频率/电压监控模块，用于采集第二频率信号，并通过频率/电压输出接口传输至待校准计量装置，以及将第二频率信号传输至第二处理单元。
[0023]可选地，所述第二处理单元和第二北斗芯片之间采用UART协议进行通信，所述第二处理单元和DAC芯片之间，以及第三ADC芯片和第二处理单元之间采用SPI协议进行通信。
[0024]根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供一种计量装置远程校准方法，所述方法包括:
[0025]与计量标准装置连接的北斗主站板卡接收北斗卫星信号获取授时，并与地面卫星站通信获取授时校准，生成第一PPS信号和第一时间信息，采集计量标准装置传输的外部信号，以及根据所述PPS信号、时间信息和外部信号生成加密信息，通过地面卫星站与北斗卫星发送所述加密信息至北斗测量板卡；
[0026]与待校准计量装置连接的至少一个北斗测量板卡接收北斗卫星信号获取授时，并与地面卫星站通信获取授时校准，通过北斗卫星接收所述加密信息，对所述加密信息进行
解密，并基于解密后的数据向待校准计算装置输出相应的模拟信号。
[0027]可选地，所述与计量标准装置连接的北斗主站板卡接收北斗卫星信号获取授时，并与地面卫星站通信获取授时校准，生成第一PPS信号和第一时间信息，采集计量标准装置传输的外部信号，以及根据所述PPS信号、时间信息和外部信号生成加密信息，通过地面卫星站与北斗卫星发送所述加密信息至北斗测量板卡，包括：
[0028]接收卫星信号获取授权，并与地面卫星站通过获取授时校准；
[0029]获取第一PPS信号和第一时间信息；
[0030]采集计量标准装置传输的外部信号，所述外部信号包括第一模拟电压信号，第一模拟电流信号和第一频率信号；
[0031]运行算法对第一频率信号、第一数字电压信号和第一数字电流信号进行解析和编码，生成第一编码信息；
[0032]将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计量装置远程校准系统，其特征在于，所述系统包括北斗卫星，地面卫星站和北斗主站板卡，以及至少一个北斗测量板卡，北斗主站板卡与计量标准装置连接，北斗测量板卡与待校准计量装置连接，其中：北斗主站板卡，用于接收北斗卫星信号获取授时，并与地面卫星站通信获取授时校准，生成第一PPS信号和第一时间信息，并采集计量标准装置传输的外部信号，以及根据所述PPS信号、时间信息和外部信号生成加密信息，通过地面卫星站与北斗卫星发送所述加密信息至北斗测量板卡；北斗测量板卡，用于接收北斗卫星信号获取授时，并与地面卫星站通信获取授时校准，通过北斗卫星接收所述加密信息，并对所述加密信息进行解密，并基于解密后的数据向待校准计算装置输出相应的模拟信号。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述北斗主站板卡包括第一处理单元，第一ADC芯片，第一北斗芯片，数据监测模块，以及与计量标准装置连接的数据输入接口，其中：第一处理单元，用于与第一北斗芯片进行数据通信，获取第一PPS信号和第一时间信息；接收频率监测模块传输的第一频率信号；以及运行算法对第一频率信号、第一数字电压信号和第一数字电流信号进行解析和编码，生成第一编码信息传输至第一北斗芯片；第一北斗芯片，用于接收卫星信号获取授权，并与地面卫星站通过获取授时校准，以及与第一处理单元进行数据通信，将第一编码信息、第一PPS信号和第一时间信息进行加密，生成加密信息，并通过地面卫星站和北斗卫星传输至北斗测量板卡；数据监测模块，用于采集计量标准装置传输的外部信号，所述数据监测模块包括频率监测模块，电压监测模块和电流监测模块，与计量标准装置连接的数据输入接口包括频率输入接口，电压输入接口和电流输入接口，其中，电压监测模块和电流监测模块分别通过电压输入接口和电流输入接口采集第一模拟电压信号和第一模拟电流信号，频率监测模块通过频率输入接口采集第一频率信号；第一ADC芯片，用于将第一模拟电压信号和第一模拟电流信号转换为第一数字电压信号和第一数字电流信号后传输至第一处理单元。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一处理单元和第一北斗芯片之间采用UART协议进行数据通信，所述第一ADC芯片和第一处理单元之间采用SPI协议进行数据通信。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述北斗测量板卡包括第二处理单元，DAC芯片，第二ADC芯片，第三ADC芯片，第二北斗芯片，第一VFC压频和频压转换器，第二VFC压频和频压转换器，电流源模块，频率/电压监控模块、频率/电压输出接口和电流输出接口，其中：第二处理单元，用于与第二北斗芯片进行数据通信，获取所述加密信息并进行解密，获取解密后数据，以及获取第二PPS信号和第二时间信息；将解密后数据和第二PPS信号送入第一VFC压频和频压转换器；运行算法对第二数据电压信号进行解析和编码，生成第二编码信息传输至DAC芯片；对第二数据电流信号和第二频率信号进行校准；第二北斗芯片，用于接收卫星信号获取授权，并与地面卫星站通过获取授时校准，以及与第二处理单元进行数据通信；
第一VFC压频和频压转换器，用于根据解密后数据和第二PPS信号生成第二模拟电压信号；第二ADC芯片，用于将第二模拟电压信号转换为第二数字电压信号，并传输至第二处理单元；DAC芯片，用于将第二编码信息进行数模转换后生成的模拟信号传输至电流源模块；电流源模块，用于根据所述模拟信号输出第三模拟电压信号和第二模拟电流信号，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刁赢龙，周峰，雷民，殷小东，岳长喜，韦谦，姜春阳，刘浩，胡浩亮，刘少波，张军，王海燕，项琼，余也凤，周玮，龙兆芝，李鹤，李登云，刘俭，杜博伦，祁欣，余佶成，李小飞，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国家高电压计量站，
类型：发明
国别省市：