CN110554350A

CN110554350A - 一种测量装置的校准方法

Info

Publication number: CN110554350A
Application number: CN201910881135.6A
Authority: CN
Inventors: 缪亮
Original assignee: Suzhou Huaxing Source Polytron Technologies Inc
Current assignee: Suzhou Huaxing Source Polytron Technologies Inc
Priority date: 2019-09-18
Filing date: 2019-09-18
Publication date: 2019-12-10
Anticipated expiration: 2039-09-18
Also published as: CN110554350B

Abstract

本发明公开了一种测量装置的校准方法。所述测量装置的校准方法包括：将待校准测量装置调节为预设状态，依次将待校准测量装置的输出值调节至n个不同的输出值，每调节至一个输出值后，采用数字万用表测量获得待校准测量装置的一个实际输出值，同时采用待校准测量装置的测量端测量获得待校准测量装置的一个实际测量值；根据n个输出值以及n个实际输出值，获取待校准测量装置的输出校准参数；根据n个实际输出值和n个实际测量值，获取待校准测量装置的测量校准参数；根据输出校准参数和测量校准参数，对待校准测量装置的预设状态进行校准。本发明实施例提供的技术方案，实现了对测量装置进行高效、高精度、低成本的校准。

Description

一种测量装置的校准方法

技术领域

本发明实施例涉及测量装置的校准技术，尤其涉及一种测量装置的校准方法。

背景技术

为保证测量装置的测量结果具有较高的准确度，通常在测量装置实际使用前需要对其进行校准。

现有技术中通常采用如下两种方式进行测量装置的校准：1、增加固定偏移量；2、分别对输出模式和测量模式进行校准。上述方式1是对标准电压进行采样测量后进行校准的，但标准电阻的阻值与输出电压的电压值相关，导致标准电压下校准后，实际使用中其他工作电压下的准确度仍然不高。上述方式2需要使用标准电流电压源输出设备以及标准数字测量仪等多种不同的仪器仪表，部件多、成本高且效率低。

发明内容

本发明提供一种测量装置的校准方法，以对测量装置进行高效、高精度、低成本的校准。

本发明实施例提供了一种测量装置的校准方法，包括：

将待校准测量装置调节为预设状态，所述预设状态下所述待校准测量装置的输出类型为预设输出类型，输出量程为预设输出量程；

依次将所述待校准测量装置的输出值调节至n个不同的输出值，每调节至一个所述输出值后，采用数字万用表测量获得所述待校准测量装置的一个实际输出值，同时采用所述待校准测量装置的测量端测量获得所述待校准测量装置的一个实际测量值；

根据n个所述输出值以及采用所述数字万用表得到的n个所述实际输出值，获取所述预设状态下所述待校准测量装置的输出校准参数；

根据采用所述数字万用表得到的n个所述实际输出值和采用所述待校准测量装置的测量端得到的n个所述实际测量值，获取所述预设状态下所述待校准测量装置的测量校准参数；

根据所述输出校准参数和所述测量校准参数，对所述待校准测量装置的预设状态进行校准；

其中，n为正整数。

本发明实施例提供的技术方案，通过将待校准测量装置调节至预设状态，在n个不同输出值下，分别采用数字万用表和待校准测量装置的测量端对待校准测量装置的实际输出值进行测量，得到n个实际输出值和n个实际测量值，基于n个输出值、n个实际输出值和n个实际测量值得到预设状态下待校准测量装置的输出校准参数和测量校准参数，并根据输出校准参数和测量校准参数，对待校准测量装置的预设状态进行校准，实现了待校准测量装置输出模式和测量模式的同时校准，效率更高，且整个测量过程仅采用常规数字万用表即可实现，测量结构简单，成本低，此外，输出校准参数和测量校准参数的获得均与电阻无关，不会出现电阻在不同电压下阻值变化导致的测量精度改变的问题，使得测量精度更高。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明实施例提供的一种测量装置的校准方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种获得输出校准参数的方法流程示意图；

图3是本发明实施例提供的一种获得测量校准参数的方法流程示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种测量装置的校准方法的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本发明实施例提供了一种测量装置的校准方法，包括：

其中，n为正整数。

以上是本申请的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他实施方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置器件结构的示意图并非按照一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度以及高度的三维空间尺寸。

图1是本发明实施例提供的一种测量装置的校准方法的流程示意图。该测量装置的校准方法可适用于测量装置出厂前的校准。如图1所示，测量装置的校准方法具体可以包括如下：

步骤11、将待校准测量装置调节为预设状态，预设状态下待校准测量装置的输出类型为预设输出类型，输出量程为预设输出量程。

可选的，预设输出类型可以包括电压或电流。

需要说明的是，预设输出类型和预设输出量程由作业人员根据实际需要进行设定，此处不作具体限定。

步骤12、依次将待校准测量装置的输出值调节至n个不同的输出值，每调节至一个输出值后，采用数字万用表测量获得待校准测量装置的一个实际输出值，同时采用待校准测量装置的测量端测量获得待校准测量装置的一个实际测量值，其中，n为正整数。

步骤13、根据n个输出值以及采用数字万用表得到的n个实际输出值，获取预设状态下待校准测量装置的输出校准参数。

步骤14、根据采用数字万用表得到的n个实际输出值和采用待校准测量装置的测量端得到的n个实际测量值，获取预设状态下待校准测量装置的测量校准参数。

步骤15、根据输出校准参数和测量校准参数，对待校准测量装置的预设状态进行校准。

可以理解的是，为使得待校准测量装置能够采用输出校准参数和测量校准参数对待校准测量装置的预设状态进行校准，在获得输出校准参数和测量校准参数后，存在将输出校准参数和测量校准参数输入待校准测量装置的步骤。

本实施例提供的技术方案，通过将待校准测量装置调节至预设状态，在n个不同输出值下，分别采用数字万用表和待校准测量装置的测量端对待校准测量装置的实际输出值进行测量，得到n个实际输出值和n个实际测量值，基于n个输出值、n个实际输出值和n个实际测量值得到预设状态下待校准测量装置的输出校准参数和测量校准参数，并根据输出校准参数和测量校准参数，对待校准测量装置的预设状态进行校准，实现了待校准测量装置输出模式和测量模式的同时校准，效率更高，且整个测量过程仅采用常规数字万用表即可实现，测量结构简单，成本低，此外，输出校准参数和测量校准参数的获得均与电阻无关，不会出现电阻在不同电压下阻值变化导致的测量精度改变的问题，使得测量精度更高。

可选的，待校准测量装置输出输出值Vm时，数字万用表测量获得实际输出值Sm，待校准测量装置的测量端测量获得实际测量值Mm，图2是本发明实施例提供的一种获得输出校准参数的方法流程示意图。如图2所示，根据n个输出值以及采用数字万用表得到的n个实际输出值，获取预设状态下待校准测量装置的输出校准参数具体可以包括如下：

步骤21、去除n个备选点(Vm，Sm)中的噪声点。

步骤22、采用剩余的备选点(Vm，Sm)拟合获得目标直线y＝Kx+B，以K和B作为预设状态下待校准测量装置的输出校准参数。

需要说明的是，n的数值较大时，点(Vm，Sm)的数量较多，多个点(Vm，Sm)存在分布在目标直线附近的多数点，以及与目标直线距离较远的少数点，其中与目标之间距离较远的少数点即为噪声点。去除噪声点有利于提高后续拟合的精度。

示例性的，去除n个备选点(Vm，Sm)中的噪声点包括：采用Ransac算法去除n个备选点(Vm，Sm)中的噪声点。

需要说明的是，Ransac算法简单易实施，且去除噪声点的准确度以及效率较高，是一种较佳的去除噪声点的方式。

可选的，采用剩余的备选点(Vm，Sm)拟合获得目标直线y＝Kx+B包括：利用最小二乘法采用剩余的备选点(Vm，Sm)拟合获得目标直线y＝Kx+B。

需要说明的是，最小二乘法方便快捷，易实施，是一种较佳的直线拟合方式。

图3是本发明实施例提供的一种获得测量校准参数的方法流程示意图。如图3所示，根据采用数字万用表得到的n个实际输出值和采用待校准测量装置的测量端得到的n个实际测量值，获取预设状态下待校准测量装置的测量校准参数可以包括如下：

步骤31、去除n个备选点(Sm，Mm)中的噪声点。

步骤32、采用剩余的备选点(Sm，Mm)拟合获得目标直线y＝Lx+P，以L和P作为预设状态下待校准测量装置的测量校准参数。

示例性的，去除n个备选点(Sm，Mm)中的噪声点包括：采用Ransac算法去除n个备选点(Sm，Mm)中的噪声点。

可选的，采用剩余的备选点(Sm，Mm)拟合获得目标直线y＝Lx+P包括：利用最小二乘法采用剩余的备选点(Sm，Mm)拟合获得目标直线y＝Lx+P。

进一步的，根据输出校准参数和测量校准参数，对待校准测量装置的预设状态进行校准可以包括：预设状态下待校准测量装置的设定输出值为X时，待校准测量装置的实际输出值X’＝(X-B)/K，预设状态下待校准测量装置对未知输入值进行测量时，测量获得的直接测量值为Y，待校准测量装置的实际测量值Y’＝LY+P。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种测量装置的校准方法，其特征在于，包括：

其中，n为正整数。

2.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述待校准测量装置输出输出值Vm时，所述数字万用表测量获得实际输出值Sm，所述待校准测量装置的测量端测量获得实际测量值Mm；

所述根据n个所述输出值以及采用所述数字万用表得到的n个所述实际输出值，获取所述预设状态下所述待校准测量装置的输出校准参数包括：

去除n个备选点(Vm，Sm)中的噪声点；

采用剩余的所述备选点(Vm，Sm)拟合获得目标直线y＝Kx+B，以K和B作为所述预设状态下所述待校准测量装置的输出校准参数。

3.根据权利要求2所述的校准方法，其特征在于，所述去除n个备选点(Vm，Sm)中的噪声点包括：

采用Ransac算法去除n个备选点(Vm，Sm)中的噪声点。

4.根据权利要求2所述的校准方法，其特征在于，所述采用剩余的所述备选点(Vm，Sm)拟合获得目标直线y＝Kx+B包括：

利用最小二乘法采用剩余的所述备选点(Vm，Sm)拟合获得目标直线y＝Kx+B。

5.根据权利要求2所述的校准方法，其特征在于，所述根据采用所述数字万用表得到的n个所述实际输出值和采用所述待校准测量装置的测量端得到的n个所述实际测量值，获取所述预设状态下所述待校准测量装置的测量校准参数包括：

去除n个备选点(Sm，Mm)中的噪声点；

采用剩余的所述备选点(Sm，Mm)拟合获得目标直线y＝Lx+P，以L和P作为所述预设状态下所述待校准测量装置的测量校准参数。

6.根据权利要求5所述的校准方法，其特征在于，所述去除n个备选点(Sm，Mm)中的噪声点包括：

采用Ransac算法去除n个备选点(Sm，Mm)中的噪声点。

7.根据权利要求5所述的校准方法，其特征在于，所述采用剩余的所述备选点(Sm，Mm)拟合获得目标直线y＝Lx+P包括：

利用最小二乘法采用剩余的所述备选点(Sm，Mm)拟合获得目标直线y＝Lx+P。

8.根据权利要求5所述的校准方法，其特征在于，所述根据所述输出校准参数和所述测量校准参数，对所述待校准测量装置的预设状态进行校准包括：

所述预设状态下所述待校准测量装置的设定输出值为X时，所述待校准测量装置的实际输出值X’＝(X-B)/K；

所述预设状态下所述待校准测量装置对未知输入值进行测量时，测量获得的直接测量值为Y，所述待校准测量装置的实际测量值Y’＝LY+P。

9.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述预设输出类型包括电压或电流。