一种电流测量校准系统及方法与流程

文档序号:24425738发布日期:2021-03-26 22:59阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种电流测量校准系统,其特征在于:该系统包括逻辑控制单元(1)、电流测量单元(2)、存储单元(3)及上位机(4),所述逻辑控制单元(1)分别与所述电流测量单元(2)、所述存储单元(3)及所述上位机(4)通信连接,所述逻辑控制单元(1)用于接收来自所述上位机(4)的指令信号,采集所述电流测量单元(2)的信号,向所述电流测量单元(2)发送控制信号,并将校准系数存储到所述存储单元(3)中;所述电流测量单元(2)用于连接待测产品,向待测产品供电,接收所述逻辑控制单元(1)及所述上位机(4)发送来的信号,并向所述逻辑控制单元(1)及所述上位机(4)发送信号;所述存储单元(3)用于存储所述逻辑控制单元(1)发送来的校准参数;所述上位机(4)用于向所述逻辑控制单元(1)发送指令信号,接收所述逻辑控制单元(1)上传的信号,计算系统的校准系数,并将校准系数发送至所述存储单元(3)存储;所述电流测量单元(2)包括电源模块(21)、供电矩阵(22)、通用校准板及仪器接口(23)以及负载模组(e

load),所述电源模块(21)通过所述供电矩阵(22)向待测产品、所述负载模组(e

load)和所述通用校准板及仪器接口(23)供电,所述逻辑控制单元(1)的dac模块产生若干个模拟电压来驱动所述负载模组(e

load),所述负载模组(e

load)产生恒流负载,所述上位机(4)分别通过所述电流测量单元(2)、连接到所述通用校准板及仪器接口(23)上的标准仪器读取电流值,所述上位机(4)得到两组电流值,经过计算,得到校准系数,所述上位机(4)将得到的校准系数写入所述存储单元(3),然后选择电源通路及负载通路利用校准系数进行电流测量单元(2)的电流校准。2.根据权利要求1所述的一种电流测量校准系统,其特征在于:所述电源模块(21)提供一路vbus电源(211)及一路vbatt电源(212),两路电源的通路上均设置有电流传感器(213),所述电流传感器(213)将电源通路上的电流转换为电压,并通过与所述电流传感器(213)相连接的adc模块(214)测量,所述adc模块(214)通过spi总线与所述逻辑控制单元(1)相连接并输出电源的电流测量结果。3.根据权利要求2所述的一种电流测量校准系统,其特征在于:所述供电矩阵(22)由继电器组成,所述供电矩阵(22)切换所述vbus电源(211)及所述vbatt电源(212)的供电回路是否接入所述通用校准板及仪器接口(23)。4.根据权利要求1所述的一种电流测量校准系统,其特征在于:所述通用校准板及仪器接口(23)包括mos管切换通路及仪器校准接口,所述mos管切换通路包括若干个通道,在对所述电源模块(21)及所述负载模组(e

load)进行电流校准时,所述仪器校准接口接入电流校准标准仪器。5.根据权利要求1所述的一种电流测量校准系统,其特征在于:所述负载模组(e

load)包括若干路负载通道、通道切换开关(i_load)及跟随放大器(241),每路所述负载通道包括依次连接的通道dac模块(242)、电压放大器(243)及恒流负载(cc_eload),所述通道dac模块(242)用于设置负载电流的大小,所述恒流负载(cc_eload)用于模拟产生恒流负载,所述通道切换开关(i_load)用于切换所述负载通道。6.根据权利要求5所述的一种电流测量校准系统,其特征在于:所述负载模组(e

load)还连接有负载切换矩阵(25),所述负载切换矩阵(25)的另一侧与待测产品相连接,所述负
载切换矩阵(25)用于切换不同的负载通道与待测产品连接。7.利用如权利要求1所述的一种电流测量校准系统对电流测量单元进行校准的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤a.所述电源模块(21)通过所述供电矩阵(22)向待测产品、所述负载模组(e

load)和所述通用校准板及仪器接口(23)供电,在所述通用校准板及仪器接口(23)处连接上标准仪器;步骤b.所述逻辑控制单元(1)的dac模块产生若干个模拟电压来驱动所述负载模组(e

load),所述负载模组(e

load)产生恒流负载;步骤c.所述上位机(4)分别通过所述电流测量单元(2)、连接到所述通用校准板及仪器接口(23)上的标准仪器读取电流值,所述上位机(4)得到两组电流值;步骤d.经过计算,得到校准系数;步骤e.所述上位机(4)将得到的校准系数写入所述存储单元(3),然后利用校准系数分别对所述电流测量单元(2)的电源通路及负载通路进行电流校准。8.根据权利要求7所述的电流校准方法,其特征在于,所述步骤d中,计算校准系数的具体步骤为:步骤d1.通过所述上位机(4)向所述负载模组(e

load)发送指令,所述负载模组(e

load)产生全电流段的恒流负载;步骤d2.按照设定的电流步进依次分别采集所述电流测量单元(2)及连接到所述通用校准板及仪器接口(23)上的标准仪器读取到的电流值,将两组值分别作为xy坐标系的x、y轴的值,在每个电流步进的末端点取x、y值,得到x、y象限内的相交点,将得到的相交点用线依次连接起来,得到一条曲线;步骤d3.在步骤d2得到的曲线上,将曲线出现明显拐点的位置作为电流校准的分段点;步骤d4.在各电流分段内,通过所述上位机(4)向所述负载模组(e

load)发送指令,所述负载模组(e

load)产生设定步进的恒流负载;步骤d5. 分别采集所述电流测量单元(2)、连接到所述通用校准板及仪器接口(23)上的标准仪器读取到的电流值,采集的数据通过最小二乘法公式y=kx+b计算出斜率k和偏置b;步骤d6. 选取落在0.95~1.05的值作为斜率k的值,斜率k和偏置b无误后,所述上位机(4)通过指令将k,b的值写入所述存储单元(3)作为校准系数。
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