一种校准装置和校准系统的制作方法

1.本技术涉及校准装置技术领域，尤其涉及一种化成设备的校准装置。


背景技术：

2.化成分容设备简称化成设备，产品电池可以在化成分容设备中充电、放电。种类有并联型、串联型，在串联型化成分容设备中，产品电池是串联的关系；在并联型化成分容设备中，产品电池是并联的关系。
3.化成分容设备需要在工作中维持稳定的输出电压、电流等参数，因此，在为电池充电、放电前，需要对化成分容设备进行校准。若不进行校准，恒流输出时输出的电流可能误差较大，影响正常工作。
4.化成分容设备带有相应的检测功能，例如电压检测功能，用来检测产品电池的电压，这时化成分容设备相当于电压表，而化成分容设备的电压检测也需要校准才能保准检测准确，若不进行校准，电压检测的结果可能误差较大，影响正常工作。
5.在现有生产模式中，在进行对各种化成分容设备的电源板校准时，需要使用多种类校准工装，例如在电压检测功能校准时需要一套校准工装，在恒流输出时需要另一套校准工装，甚至串联化成和并联化成也需要不同的校准工装；由于而校准工装种类较多，存在以下问题：
6.①
使用兼容性不强，维护多套设备成人工本高；
7.②
每次校准不同种类的电源板需要使用多种校准设备。
8.因此，如何设计一款较为通用的校准工具，是需要解决的技术问题。


技术实现要素：

9.本技术的目的在于提供一种校准装置和校准系统，以解决现有技术中如何设计一款较为通用的校准工具的技术问题。
10.为实现上述目的，本技术实施例采取了如下技术方案。
11.第一方面，本技术实施例提供一种校准装置，用于校准待校准设备。该待校准设备和检测模块电连接，检测模块用于根据检测采集的数据向待校准设备发送校准信号。
12.校准装置集成有开关模块、供电模块、采样模块和电压基准模块；开关模块分别与供电模块和采样模块电连接，供电模块和采样模块电连接。
13.电路导通形式分为以下三种状态：
14.①
当处于第一状态时，待校准设备和检测模块均与电压基准模块连接，且均用于采集电压基准模块的电压；
15.②
当处于第二状态时，开关模块使待校准设备通过开关模块与采样模块形成回路，检测模块用于采集采样模块的电流；
16.③
当处于第三状态时，开关模块使待校准设备通过开关模块与供电模块和采样模块形成回路，检测模块用于采集采样模块的电流。
17.可选地，开关模块包括外接端、供电端、采样端和基准端。外接端用于与待校准设备电连接，供电端与供电模块的第一端电连接，供电模块的第二端和采样模块的第一端电连接，采样端与采样模块的第一端电连接，采样模块的第二端用于与待校准设备电连接，基准端与电压基准模块电连接。
18.这种情况下，电路导通形式分为以下三种状态：
19.①
当处于第一状态时，开关模块的外接端和基准端导通；
20.②
当处于第二状态时，开关模块的外接端和采样端导通；
21.③
当处于第三状态时，开关模块的外接端和供电端导通。
22.可选地，开关模块包括第一开关和第二开关。第一开关的第一端与第二开关的第二端电连接，第一开关的第二端与供电模块的第一端电连接，第一开关的第三端与采样模块的第一端电连接；第二开关的第一端用于与待校准设备电连接，第二开关的第三端与电压基准模块电连接。
23.这种情况下，电路导通形式分为以下三种状态：
24.①
当处于第一状态时，第二开关的第一端和第三端导通；
25.②
当处于第二状态时，第一开关的第一端和第三端导通，第二开关的第一端和第二端导通；
26.③
当处于第三状态时，第一开关的第一端和第二端导通，第二开关的第一端和第二端导通。
27.可选地，上述的第一开关和第二开关均为单刀双掷开关。
28.可选地，开关模块还包括多个双刀双掷开关，多个双刀双掷开关分别连接于电压基准模块的两端和校准设备的多对检测端，双刀双掷开关用于单独控制校准设备的检测端。
29.可选地，采样模块包括线性电阻、电流互感器或霍尔传感器。
30.可选地，在采样模块包括线性电阻的情况下，线性电阻两端连接有运算放大器，运算放大器的输出端用于与检测模块电连接。
31.可选地，电压基准模块的两端通过运算放大器连接于检测模块。
32.可选地，检测模块集成在校准装置中。
33.第二方面，本技术实施例提供一种校准系统，包括待校准设备、检测模块和第一方面的校准装置。
34.相对于现有技术，本技术具有以下有益效果：
35.本技术实施例提供的校准装置和校准系统，由于开关模块、供电模块、采样模块和电压基准模块集成为一体作为校准装置，不再需要多种类校准工具和工装，仅仅通过开关模块切换，即可切换状态，即切换校准模式，一款校准装置即可作为对待校准设备多种模式的通用的校准工具，节省了操作难度，提高了校准效率。
附图说明
36.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这
些附图获得其他相关的附图。
37.图1为本技术实施例提供的一种校准系统示意图；
38.图2为本技术实施例提供的展示一种开关模块的端口的校准装置示意图；
39.图3为本技术实施例提供的展示第一开关和第二开关的一种校准装置示意图；
40.图4为本技术实施例提供的一种校准装置在校准串联设备电压检测功能的电路图；
41.图5为本技术实施例提供的一种校准装置在校准串联设备恒流充电功能的电路图；
42.图6为本技术实施例提供的一种校准装置在校准串联设备恒流放电功能的电路图；
43.图7为本技术实施例提供的一种校准装置在校准并联设备电压检测功能的电路图；
44.图8为本技术实施例提供的一种校准装置在校准并联设备恒流充电功能的电路图；
45.图9为本技术实施例提供的一种校准装置在校准并联设备恒流放电功能的电路图；
46.图10为本技术实施例提供的一种万用表集成在校准装置内部的示意图。
47.附图标记说明：
48.1-校准装置，2-检测模块，3-待校准设备；
49.11-开关模块，12-供电模块，13-采样模块，14-电压基准模块；
50.s1-第一开关，s2-第二开关；
51.v1-供电模块，v2-电压基准模块。
具体实施方式
52.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
53.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
54.在本技术的描述中，需要说明的是，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。
55.现有的串联化成设备、并联化成设备在校准不同功能时，需要单独组装电路，单独设置工装，操作不便，影响工作效率。
56.为了克服以上问题，本技术实施例提供一种校准装置1(也可称为校准设备)，用于
校准待校准设备3。该待校准设备3可以是化成设备，待校准设备3和检测模块2电连接，检测模块2用于根据检测采集的数据向待校准设备3发送校准信号，检测模块2可以由一个万用表实现。
57.如图1，校准装置1集成有开关模块11、供电模块12(可以接电源或电池)、采样模块13(可以是分流器)和电压基准模块14(可以是电压基准源)；开关模块11分别与供电模块12和采样模块13电连接，供电模块12和采样模块13电连接。基于上述校准装置1，本技术实施例还提供一种校准系统，包括待校准设备3、检测模块2和上述校准装置1。
58.电路导通形式分为以下三种状态：
59.①
当处于第一状态时，待校准设备3和检测模块2均与电压基准模块14连接，且均用于采集电压基准模块14的电压；
60.②
当处于第二状态时，开关模块11使待校准设备3通过开关模块11与采样模块13形成回路，检测模块2用于采集采样模块13的电流；
61.③
当处于第三状态时，开关模块11使待校准设备3通过开关模块11与供电模块12和采样模块13形成回路，检测模块2用于采集采样模块13的电流。
62.待校准设备3可以是化成设备，对应地，三种状态完成三种不同的校准模式：
63.①
第一状态检测模块2对待校准设备3发送的信号可以完成对化成设备的电压检测的校准；
64.②
第二状态检测模块2对待校准设备3发送的信号可以完成对化成设备的恒流输出的校准，即校准化成设备的恒流充电功能。
65.③
第三状态检测模块2对待校准设备3发送的信号可以完成化成设备在有供电模块12放电情况下的恒流校准，即校准化成设备的恒流放电功能。
66.可以得出以下有益效果：由于开关模块、供电模块、采样模块和电压基准模块集成为一体作为校准装置，不再需要多种类校准工具和工装，一款校准装置即可作为对串联、并联化成设备通用的校准工具，节省了操作难度，提高了校准效率。
67.图1中，待校准设备3有多个端口，端口可以包括第一恒流端、第二恒流端，第一恒流端、第二恒流端可以用于形成恒流回路，例如恒流充电回路或恒流放电回路。
68.可以有以下两种情况：
①
第一恒流端通过开关模块11连接到采样模块13，再从采样模块13另一端回到第二恒流端，形成恒流回路。
②
第一恒流端通过开关模块11连接到供电模块12，再从供电模块12另一端经过采样模块13回到第二恒流端，形成恒流回路。在
①
情况下，检测模块2检测采样模块13的电流，将信号传输至待校准设备3可以对待校准设备3的恒流放电功能校准。在
②
情况下，检测模块2检测采样模块13的电流，将信号传输至待校准设备3可以对待校准设备3的恒流充电功能校准。
69.待校准设备3的端口还可以包括第一电压端、第二电压端，第一电压端、第二电压端用于检测电压，那么在第一状态可以使待校准设备3的第一电压端、第二电压端分别连接于电压基准模块14的两端以采集电压基准模块14的电压。检测模块2也包括两个电压检测端连接于电压基准模块14的两端以采集电压基准模块14的电压，检测模块2将检测电压转化为信号发送至待校准设备3，待校准设备3可以根据检测模块2的信号进行校准，从而使待校准设备3的电压检测功能准确。
70.如图2，开关模块11可以设置外接端、供电端、采样端，还可以设置基准端。外接端
用于与待校准设备3电连接，供电端与供电模块v1的第一端电连接，供电模块v1的第二端和采样模块13的第一端电连接，采样端与采样模块13的第一端电连接，采样模块13的第二端用于与待校准设备3电连接，基准端与电压基准模块v2电连接。由此开关模块11可以控制外接端是否和基准端导通。
71.如图3，开关模块11可以设置为第一开关s1和第二开关s2，第一开关s1和第二开关s2均可以为单刀双掷开关。第一开关s1的第一端与第二开关s2的第二端电连接，第一开关s1的第二端与供电模块v1的第一端电连接，第一开关s1的第三端与采样模块13的第一端电连接；第二开关s2的第一端用于与待校准设备3电连接，第二开关s2的第三端与电压基准模块v2电连接。
72.待校准的化成设备可以包括多对电压检测端，为了能更方便与化成设备的多对电压检测端连接，如图4，可以设置多个双刀双掷开关k1,k2,k3
…
kn，多个双刀双掷开关分别连接于电压基准模块v2的两端和校准设备的多对检测端，双刀双掷开关用于单独控制校准设备的检测端与电压基准模块v2的连接。这样，化成设备多对电压检测端可以被依次校准。
73.图4展示了串联化成设备的电压检测校准的电路连接。对于串联化成设备的恒流充电和恒流放电校准分别如图5、图6，区别在于恒流放电校准比恒流充电校准的回路多了供电模块v1。
74.图7、图8和图9分别展示了并联化成设备的电压检测校准、恒流充电校准和恒流放电校准的电路原理图，并联化成设备的电压检测校准可以同时接到电压基准模块14上。
75.图4至9所示的实施方式中，采样模块13通过分流器实现。若采样模块13采集的信号较小，例如分流器的线性电阻的阻值较小的情况下，可以在采样模块13两端连接有运算放大器，运算放大器的输出端用于与检测模块2电连接。此外，如图10，电压基准模块14(电压源dac)的两端也可通过运算放大器连接于检测模块2，检测模块2(可以由一种万用表实现，图中虚线框中的部分可以是万用表的结构范围)可以集成在校准装置1中，经过高分辨adc与mcu进行spi通讯，mcu可以指串联化成设备中的mcu。
76.采样模块13还可以通过电流互感器或霍尔传感器实现，其作用能达到采集得到能反映电流值的信号即可。也可以采用上述元件并联，例如电阻、霍尔传感器并联，并且在电阻支路和霍尔传感器支路上设置开关，这样可以灵活选择所需要的元件，可以闭合电阻支路的开关，即选择电阻实现采样模块13的功能，也可以闭合霍尔传感器支路的开关，即选择霍尔传感器实现采样模块13的功能。
77.总体来说，本技术提出了一种校准装置和校准系统，由于开关模块、供电模块、采样模块和电压基准模块集成为一体作为校准装置，不再需要多种类校准工具和工装，仅仅通过开关模块切换，即可切换状态，即切换校准模式，一款校准装置即可作为对待校准设备多种模式的通用的校准工具，节省了操作难度，提高了校准效率。
78.以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
79.上述仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。