[发明专利]基于机器学习的多量程电流测量校准系统

权利要求书

1.一种基于机器学习的多量程电流测量校准系统，其特征在于，包括基于多量程的电流测量终端、负载模拟终端和上位机；

所述电流测量终端包括三量程电流测量电路和电流信号采集及处理系统，所述三量程电流测量电路包括小、中、大三个量程同时进行电流测量的电路，所述三量程电流测量电路与负载模拟终端连接，用于为负载模拟终端供电并通过小、中、大三个量程的电路同时采集负载模拟终端产生的模拟电流信号，所述电流信号采集及处理系统包括三个ADC模块、定时模块、DMA传输模块和通讯模块，所述ADC模块连接三量程电流测量电路，所述定时模块产生中断信号同时启动三个ADC模块，各ADC模块将小、中、大三个量程采集到的三个模拟电流信号分别转换为数字电流信号，然后通过DMA传输模块和通讯模块发送给上位机；

所述负载模拟终端用于通过可变电阻器产生设定大小的阻值，在三量程电流测量电路的供电电压下，产生不同大小的模拟电流信号；

所述上位机包括协调模块、收发模块、滤波模块、存储模块、数据库、样本生成模块和机器学习模块；所述协调模块向负载模拟终端发送不同的电流实际值，所述负载模拟终端根据供电电压和电流实际值计算出需产生的阻值，并控制可变电阻器产生相应的阻值，然后在供电电压下输出模拟电流信号；所述收发模块接收电流测量终端发送来的各量程电流信号，经滤波模块过滤噪声后，将小、中、大三个量程的电流数据通过存储模块存入数据库，所述样本生成模块根据协同模块发来的电流实际值及其对应的三个量程电流数据，构成初始校准数据集；所述机器学习模块基于初始校准数据集构建并训练得到校准模型。

2.根据权利要求1所述的基于机器学习的多量程电流测量校准系统，其特征在于，所述小、中、大三个量程为[0, 25mA]、(25mA, 250mA]以及(250mA, 2500mA]。

3.根据权利要求1所述的基于机器学习的多量程电流测量校准系统，其特征在于，所述初始校准数据集的生成方法为：

所述协调模块向负载模拟终端发送包括电流实际值y和持续时间t的负载定义(y，t)，所述负载模拟终端在持续时间t内产生对应于电流实际值y的模拟电流信号，所述电流测量终端在持续时间t内通过小、中、大三个量程的电路分别进行电流测量，在各量程分别得到一组读数，通过电流信号采集及处理系统处理后发送给上位机，上位机处理后将各量程对应的各组读数存入数据库；所述样本生成模块对各组读数分别取均值，得到对应于小、中、大三个量程的读数x₁、x₂和x₃，进而生成一个样本点数据(x₁, x₂, x₃, y)；

所述协调模块在小、中、大三个量程范围内分别产生设定数量的电流实际值，重复上述方法，构建出小、中、大三个量程的数据集DS₁、DS₂和DS₃。