[发明专利]一种基于实时校准的测量系统

说明书

本发明提供一种基于实时校准的测量系统，当所述测量系统距离上次系统校准时间超过设定阈值后，主控单元控制多路选通电路将零点电势单元的输出切换至输出端，并令电压采集单元采集此刻电压值传递给主控单元；随后主控单元控制多路选通电路将基准源的电压值切换至输出端，并令电压采集单元采集此刻电压值传递给主控单元；主控单元根据两次测量值获取测量系统的零点漂移和增益系数，然后控制多路选通电路将待测电压信号切换至输出端，令电压采集单元采集此刻电压值并应用重新计算的零点漂移和增益系数对待测电压信号进行校正，可以有效去除因时间、环境参数变化等因素带来的零点漂移和增益误差，确保最终测量精度。

技术领域

本发明属于测量仪器领域，尤其涉及一种基于实时校准的测量系统。

背景技术

在高精度电压测试中，多数测量结果由线性拟合方法计算得出，最终结果中包含的测量误差主要来自零点漂移和增益误差两部分。测量仪器在出厂时可以依靠出厂校准去除这两方面的影响，但是随着时间推移，环境湿度、温度及电路元件参数均会发生变化，这些变化将使零点漂移和增益误差显著增大，导致测量电路整体测量精度下降。

传统的提高长期测量精度的方式有两种，第一种是依靠电路本身特性来保证测量结果的长期稳定性，这意味着整个系统每个部分都要有很高的长期稳定性，会显著提高整个电路的成本；另一种是在测量电路启动并预热后启动开机校准，这使测量仪器的测量准备时间变长，影响整体测量效率。

如何在不大幅提高测量电路成本和测量准备时间的前提下实现长期稳定的高精度测量，是目前高精度测量领域中急需解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种基于实时校准的测量系统，能够自动校准测量系统的零点漂移和增益系数，提升最终测试精度，降低测试成本。

一种基于实时校准的测量系统，包括基准源、零点电势单元、多路选通单元、电压采集单元以及主控单元；

所述基准源用于提供基准电压；

所述零点电势单元用于提供零点电位；

所述多路选通单元用于从所述基准电压、零点电位和待测电压信号中选择一路输出；

所述电压采集单元用于分时获取所述基准电压、零点电位和待测电压信号的电压值；

所述主控单元用于校正所述待测电压信号，得到输出电压，其中，当所述测量系统距离上次系统校准时间超过设定阈值时，所述主控单元控制多路选通单元依次输出所述基准电压、零点电位以及待测电压信号，然后根据所述基准电压的电压值校正所述测量系统的零点漂移，根据所述基准电压的电压值与零点电位的电压值之间的差值校正所述测量系统的增益系数，根据校正后的零点漂移与增益系数对待测电压信号进行校正，得到输出电压并更新所述测量系统的零点漂移和增益系数；当所述测量系统距离上次系统校准时间未超过设定阈值时，所述主控单元控制多路选通单元输出待测电压信号，然后根据所述测量系统当前的零点漂移与增益系数对待测电压信号进行校正，得到输出电压。

进一步的，一种基于实时校准的测量系统，还包括用于采集所述测量系统当前工作环境的环境参数的传感器；

当所述环境参数未在设定范围时，所述主控单元控制多路选通单元依次输出所述基准电压、零点电位以及待测电压信号，然后根据所述基准电压的电压值校正所述测量系统的零点漂移，根据所述基准电压的电压值与零点电位的电压值之间的差值校正所述测量系统的增益系数，根据校正后的零点漂移与增益系数对待测电压信号进行校正，得到输出电压并更新所述测量系统的零点漂移和增益系数；当所述环境参数在设定范围且所述测量系统距离上次系统校准时间未超过设定阈值时，所述主控单元控制多路选通单元输出待测电压信号，然后根据所述测量系统当前的零点漂移与增益系数对待测电压信号进行校正，得到输出电压。

进一步的，所述传感器为温度传感器、湿度传感器、压力传感器或光强传感器，则所述环境参数为温度、湿度、测量系统所承受的压力或光照强度。