[发明专利]一种直流电压比例量值溯源测量系统和方法

说明书

本发明公开了一种直流电压比例量值溯源测量系统和方法，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，信号输入端口的输出端均与通道交替转换模块相连，协议解析模块、通道交替转换模块和时序控制模块均与上位机系统相连，上位机系统与信号输入端口之间设置有阻抗匹配模块，通道交替转换模块包括多个测量通道组。本发明还公开了一种溯源测量方法。本发明能满足模拟量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，提高了溯源测量准确度。

技术领域

本发明涉及直流电压测量技术领域，具体涉及一种直流电压比例量值溯源测量系统和方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明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和方法，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，本发明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；