一种自动测试设备的校准周期生成方法与流程

本发明属于自动测试设备校准技术领域，具体涉及一种自动测试设备的校准周期生成方法。

背景技术：

测试系统是一种目前常用的用于生产科研的设备，目前常用的自动化测试技术能够自动完成激励、测量、数据处理、显示等功能。自动化测试系统是指采用计算机控制、能实现自动化测试的系统。随着时间的发展，测试测量设备由单台测试测量设备发展为具有计算机控制的包含测试硬件的测试设备，测试硬件通常可以包括通用测试设备如34401a，525a等设备；还包括测试设备如pxi板卡、vxi板卡等。测试硬件和计算机通过总线连接，如pxi总线、vxi总线等。这些设备使用中的校准目前使用固定的时间间隔，在首次校准后按照其管理要求进行约定时间间隔的校准，一般为校准周期为1年或者校准周期为3年；校准过程的启动与进行依然是以人为主，通过人进行下发任务，将校准数据统一保管，以备后续查阅。

目前的方法存在以下缺陷：

首先，校准周期一般为1年或者3年，固定的周期确定，不够经济和科学造成人力、财力的浪费；

其次，人为管理设备，大量设备管理容易造成缺漏；校准管理缺乏全面的管理，独立设备管理缺乏资源统筹利用；校准数据管理以纸质载体进行管理，难以对其中的历史有效数据利用，无法对设备的整个状态形成质量控制。

技术实现要素：

本发明的目的：本发明针对当前固定确认校准周期的单一性、数据状态分析欠缺，提供一种自动测试设备的校准周期生成方法，该方法以设备的测试数据为基础，采用预测推理的方法进行数据分析，最终在设备状态达到一个设置值后提醒负责人进行校准，并将设备的校准数据形成一个数据库，用于数据的后期保存。

本发明的技术方案：一种自动测试设备的校准周期生成方法，包括以下步骤：

步骤一、建立校准网络；

建立校准设备与被校准设备的局域网络，校准设备主机与被校准设备主机通过校准网络进行通讯、数据上传、校准设备发送设备状态提醒；

步骤二、确定校准参量；

对被校准测试设备进行分析，并以技术报告及使用说明为依据分析被校准设备的计量特性，确定校准方法，编制校准规范；

步骤三、确定校准周期；

步骤3.1、获得能够表征被测设备的数据；

步骤3.2、针对通道间的横向对比和通道内部的纵向对比进行数据分析；通道间的数据分析主要对同一个测试过程中是否一致，以判断通道是否有问题；

步骤3.3、选择判断阈值；

获得预测的数据之后与设置的阈值相比较，若预测的数据超过阈值范围则说明下个预测周期的数据不具有可信程度，需要重新设定；

步骤3.4、校准周期的调整；

步骤四、对预测的校准周期进行校准；

通过校准主机中对校准周期的预测，在校准周期到期前发送校准计划提醒；

若设备责任人接受该预测周期则按照该预测周期进行校准；

反之，不接受该校准周期则依据自行设置校准周期进行校准，并通过该被主机反馈至校准设备主机，直至预设校准日前再次提醒；

步骤五、建立数据库，用于保存数据，以便于后续的校准过程使用。

优选地，所述校准设备还包括：校准硬件及校准软件；

所述标准硬件设置有高精度的计量标准、模块仪器、接口电路、调理设备及通用测试设备；

所述校准软件具有测试序列管理、测试序列执行、自检、数据管理及用户管理功能，用于校准硬件的通道校准。

优选地，所述步骤三中，所述能够表征设备状态的数据包括：历史校准数据、内置源比对数据、自检数据及bit数据。

优选地，所述校准数据至少是一个周期内的全通道、全部功能、全量程范围的数据。

优选地，所述步骤三中，所述数据分析针对通道上个校准日之后的数据进行分析，根据被测点的误差分析数据的变化情况，分析下一个分析周期内的预测数据，并进行数据预测。

优选地，所述数据分析的周期间隔为一周。

优选地，所述步骤三中，校准周期的调整：第一次校准以一年为周期，之后的校准周期以一年周期为基础并依据校准结果来增加或者减少。

本发明技术方案的有益技术效果：

1)本发明建立网络化管理被校准设备，取代了人工定期查询、上报、对账等过程，通过设备主机查询一目了然，提高了设备管理的效率；

2)本发明通过数据预测校准周期，能够做到按照需求校准，而不是定期校准，节省人力、财力资源；

3)本发明采用数据库管理校准数据，统一管理数据能够对设备使用周期内状态受控，数据可分析、可查询，提高了管理效率。

附图说明

图1为本发明自动测试设备的校准周期生成方法的一优选实施例的流程示意图；

图2为本发明自动测试设备的校准周期生成方法的一优选实施例的标准网络示意图；

图3为图2所示实施例的标准任务下发流程示意图；

图4为图2所示实施例的校准周期确定流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，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更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1所示，本发明自动测试设备的校准周期生成方法，包括以下步骤：

步骤一、建立校准网络；

建立校准设备与被校准设备的局域网络，通过校准网络使得校准设备主机可以与被校准设备主机通讯、数据上传、校准设备发送设备状态提醒。在一台校准主机所处的局域网中，可以同时存在多个被校准设备，校准主机具有的功能能够对被加入的设备进行管理、控制。

本实施例中，校准设备至少应包括校准主机、校准硬件和校准软件，校准装置两部分以分立的或者整体的形式出现，通过总线方式连接。主机控制校准设备硬件的运行、数据处理等过程。

校准主机是具有测试功能的单机、pc、工控机等设备，具有运算、存储、运行程序、串口通讯、网络等功能；

校准硬件包括高精度的计量标准如多功能校准器5522a、8508a等或者一般是gpib、vxi、pxi、lxi等总线、模块仪器、接口电路、调理电路、通用测试设备等组成。校准硬件满足gjb5109中关于不确定度的要求。

从外形上来看校准主机和校准硬件设备既可以是分立的也可以是一体的。名称的定义不局限于设备的形态，按照设备的功能定义设备的能力。

如图2所示：被校准主机与校准设备主机通过以太网线建立局域网，方便数据通讯。局域网能够保证被校准设备主机与校准设备主机能够通讯传递数据和发送控制信号。一台校准装置的主机可以同时管理多台被校准设备。对于一个中小规模的单位，只需要一台设备就可以完成校准设备状态监测及校准。校准过程中校准主机与硬件只能够用于保证一次校准使用。

在校准过程中，校准设备硬件不唯一，根据不同的被校准需求，校准设备硬件可以按需更换。校准主机中只要确保拥有控制校准硬件的能力即可。校准前将校准硬件与被校准测试硬件连接，通过匹配的信号线连接。校准主机通过总线控制校准硬件。

校准的硬件的选择比较宽范，即包含目前具有程控能力的所有设备。既可以包含通用校准仪器如5522a、函数发生器等也包含模块化仪器如vxi总线模块、pxi总线模块、lxi总线模块等。

步骤二、校准参量确定；

对被校准测试设备进行分析，以技术报告、使用说明为依据，分析计量特性，确定校准方法，编制校准规范。技术报告、使用说明、编制的校准规范作为数据库的一部分保存在校准主机中。

步骤三、校准周期确定；

如图4所示：校准周期的确定过程包括4各部分：数据存储、数据分析、阈值判断和周期确定；

1)数据存储：校准周期确定的主要依据是由数据所体现的设备状态。首先获得能够表征设备状态的数据是校准周期确定的第一步。对于一台功能完善的设备而言，一般具有的几个标准源包括内置的标准源和自检功能。自检功能通常在使用前要进行上电监测，通常能够得到一些具有标准值的数据。有些具有内置源的功能，能够在自检时提供标准值，对其中的功能进行测量。校准数据是至少一个周期内的全通道校准是全通道、全部功能、全量程范围的数据，具有权威性。因此，将校准数据、内置源对比数据、自检及bit数据。

2)数据分析：数据分析针对通道间的横向对比和通道内部的纵向对比。通道间的数据分析主要对同一个测试过程中是否一致，以判断通道是否有问题。针对某一通道上个校准日之后的数据进行分析，数据包括校准数据和自检数据，通过被测点的误差分析数据的变化情况，采用一定的方法分析下一个分析周期内的预测数据，并采用一定的预测方法进行数据预测。常用的有人工神经网络、ls-svm模型等解决方案。数据分析周期一般是越短越好，起到的周期调整精度更加细致。例如对于一台设备相同的时间段内，数据间隔时间为1周的分析结果好于数据间隔为1月的分析周期；同理一套设备的可用分析数据越多越好，有利于分析的数据排除外界干扰因素。

3)阈值判断：性能阈值是针对设备的具体性能和设备使用方对技术风险和校准成本承受能力之间的一个权衡。如果校准成本可接受度高风险承受能力可接受度高可以降低阈值；反之则提高阈值。在得到预测的数据之后与阈值相比较，如果预测的数据超过阈值范围则说明下个预测周期的数据不具有可信程度，需要重新设定。

4)周期调整：本实施中，第一次校准以1年为周期，之后的校准周期将依据校准结果来增加或者减少。该周期的调整还和设备的使用年限、磨损程度、使用频次等有关。周期的调整由校准主机下发，但实际执行前需由设备负责人进行确认，如需其他更改可直接对周期重新调整。更改后，软件持续进行数据周期调整。

步骤四、对预测的校准周期进行校准；

校准周期是指两次校准之间的一个时间间隔，校准周期的确定以被校准设备的历史数据为依据，这些历史数据包括历史校准数据、自检数据、内置校准源测试数据；通过对每一个测量通道内部测量数据和通道之间的测量数据分析提取特征量，特征量能够代表该设备的性能情况。对特征量进行智能推理预测，对下一个预测周期的测量结果进行预测，通过测量数据分析设备的变化情况。设置状态临界阈值，如果预测数据优于该阈值则说明装置在周期内状态稳定；如果预测数据劣于该阈值，则说明装置在周期内状态达不到要求，则至少在该周期内设备达不到使用要求。预测得到新的校准周期。

如图3所示：本实施例中通过校准主机中对校准周期的预测，在校准周期到期前发送校准计划提醒，如果设备责任人接受该周期则按照该周期进行校准；如果不接受该校准计划则依据自行设置校准周期进行校准，通过该被主机反馈至校准设备主机，直至预设校准日前再次提醒。

选择校准设备并连接：对于校准任务前需要根据校准方法选择校准设备硬件，硬件要具有可程控的能力；通过电缆将校准设备和被校准设备硬件连接，对于计量标准设备而言，通常使用单独的电缆连接；对于多通道的设备而言，可以设计为直连的多通道一起连接的方式更高效的完成。

校准流程生成及执行：通过已知的校准参量设计校准软件，该软件具有信息获取、流程控制等功能，一般包括测试序列管理、测试序列执行、自检、数据管理、用户管理等功能。

测试序列编辑用于创建新的测试流程，实现测试时序、流程跳转等操作；参数设置用于对测试资源的通道配置、采样频率等信息的调整修改，完成特定测试需求序列的定制。

以校准软件为工具，对该被校准设备的所有硬件通道进行校准，校准数据被保存至测量设备中。如果被校准设备为源功能，则校准数据保存至校准设备，如果被校准设备为测量功能，则校准数据保存至被校准设备中。测试执行单元内嵌于系统软件，负责将测试序列翻译为可执行命令数据，执行单元硬件，完成测试流程的执行控制最终结果显示。

步骤五、建立数据库，用于保存数据，以便于后续的校准过程使用；将数据保存至数据库中，方便后续校准过程中的使用，通过一定的质量控制手段完成设备的长期性能分析和控制。

本发明一种自动测试设备的校准周期生成方法，

建立校准设备与被校准设备的网络，设备状态管理清晰全面，校准设备主机能够保存包括设备结构研发等详细技术指标、设备详细技术指标、设备使用期间的测试采集中的数据等信息。

对校准周期进行预测，校准周期根据设备长期的运行状态、设备的可靠性评估等进行评价，进行校准周期预估。对于设备状态容易发生变化的、环境状态恶劣的设备，可以减小校准间隔；对于工作环境稳定、设备状态不易改变的，可视情况增加设备状态。状态预估可以使得校准周期即能够保证设备可以正常使用保持量值的准确可靠，又能够减少人力、财力的浪费。

建立被校准设备数据库，在校准状态管理局域网中的设备的数据要定期上传至管理设备，通过对设备的数据分析结合设备的校准数据进行分析，能够有效的对设备状态评估，数据库可溯源。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。