综合测试仪计量检定系统及适配器和计量测试平台

摘要

本发明涉及综合测试仪计量检定系统及适配器和计量测试平台，包括适配器和计量测试平台；计量测试平台连接适配器，通过适配器连接综合测试仪；计量测试平台包括数字万用表、示波器、函数发生器、直流稳压电源和采集控制装置；采集控制装置用于采集数字万用表、示波器的输出信号，并控制函数发生器、直流稳压电源的输出；适配器包括用于连接所述计量测试平台中数字万用表、示波器、函数发生器、直流稳压电源的测试接口，及用于连接综合测试仪对应端子的适配接口；测试接口与适配接口之间构成与设定的检定项目对应的检定电路。测试对象为综合测试仪整机而非内部标准设备，更真实反映了被测对象各参数指标的状况，提高了测试精度。

说明书

技术领域

本发明涉及综合测试仪计量检定系统及适配器和计量测试平台。

背景技术

综合测试仪为车载综合测试设备，用于飞行器监控车辆，其体积较大，不易拆装，内部结构复杂，难以进行有效的计量检定。目前，综合测试仪的计量检定方式是使用拆卸内部标准源/表送检的方式送检。

现有技术中的综合测试仪的计量检定方式存在如下问题：

(1)不可拆卸，无法整机送检：由于综合测试仪被固定在综合测试车内，无法将其拆卸后将整机送至第三方检测机构进行计量检定。(2)部件送检，测试精度差：将综合测试仪内部标准源/表拆卸送检，由于测试仪内部结构复杂，连接标准源/表的电路较多，且线缆较长，导致检定结果不能完整反映整套测试仪的指标情况；(3)无法在外场进行故障排查：当车在外场出现故障时，无法有效排查故障原因。

发明内容

本发明的目的是提供综合测试仪计量检定系统及适配器和计量测试平台，用以解决现有技术中的便携式计量检定系统测试精度低的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

综合测试仪便携式计量检定系统，包括适配器和计量测试平台；计量测试平台连接适配器，用于通过适配器连接综合测试仪；所述计量测试平台包括数字万用表、示波器、函数发生器、直流稳压电源和采集控制装置；所述采集控制装置用于采集所述数字万用表、示波器的输出信号，并且控制所述函数发生器、直流稳压电源的输出；

所述适配器包括用于连接所述计量测试平台中数字万用表、示波器、函数发生器、直流稳压电源的测试接口，以及用于连接综合测试仪对应端子的适配接口；所述测试接口与适配接口之间构成与设定的检定项目对应的检定电路。

所述综合测试仪便携式计量检定系统还包括交流变压器，所述交流变压器的一端连接220V交流电源，所述交流变压器的另一端用于连接综合测试仪；所述检定项目包括直流电源检定，所述直流电源检定电路为：适配器的数字万用表测试接口连接对应的适配接口；所述电源检定通过计量测试平台中的数字万用表对综合测试仪的直流电源的输出电压、电流、电压调范围、电流调范围、纹波系数等项目进行测试。

所述检定项目包括模拟目标捕获信号检定，所述模拟目标捕获信号检定电路为：适配器的示波器测试接口连接对应的适配接口；所述模拟目标捕获信号检定通过计量测试平台中的示波器对综合测试仪的被测发射机输出信号进行频率和电平进行测试。

所述检定项目包括交流电压检定，所述交流电压检定电路为：适配器的数字万用表测试接口和对应的适配接口共同连接适配器的函数发生器测试接口；所述交流电压检定通过计量测试平台中的数字万用表和综合测试仪中的被测万用表共同测试计量测试平台中的函数发生器产生的同一交流电压信号。

所述检定项目包括直流电压检定，所述直流电压检定电路为：适配器的数字万用表测试接口和对应的适配接口共同连接适配器的直流稳压电源测试接口；所述直流电压检定通过计量测试平台中的数字万用表和综合测试仪中的被测万用表共同测试计量测试平台中的直流稳压电源产生的同一直流电压信号。

所述检定项目包括直流电流检定，所述直流电流检定电路为：适配器的数字万用表测试接口连接对应的适配接口；所述直流电流检定通过计量测试平台中的数字万用表和综合测试仪中的被测万用表共同测试综合测试仪中的直流稳压电源产生的同一直流电流信号。

所述检定项目包括频率检定，所述频率检定电路为：适配器的示波器测试接口和对应的适配接口共同连接适配器的函数发生器测试接口；所述频率检定通过计量测试平台中的示波器和综合测试仪中的被测万用表共同测试计量测试平台中的函数发生器产生的同一正弦波信号。

所述检定项目包括时间检定，所述时间检定电路为：适配器的示波器测试接口和对应的适配接口共同连接适配器的函数发生器测试接口；所述时间检定通过计量测试平台中的示波器和综合测试仪中的被测万用表共同测试计量测试平台中的函数发生器产生的同一TTL信号。

所述检定项目包括导通电阻检定，所述导通电阻检定电路包括电阻网络，通过电阻网络分别连接计量测试平台和用于连接综合测试仪；所述导通电阻检定通过计量测试平台中的数字万用表和综合测试仪中的被测万用表共同测试适配器中的低阻值电阻。

所述检定项目包括绝缘电阻检定，所述绝缘电阻检定电路为包括电阻网络，通过电阻网络分别连接计量测试平台和用于连接综合测试仪；所述绝缘电阻检定通过计量测试平台中的数字万用表和综合测试仪中的被测万用表共同测试适配器中的高阻值电阻。

所述便携式计量检定系统还包括计算机，计算机控制连接所述计量测试平台的采集控制装置。

一种适用于上述综合测试仪便携式计量检定系统的适配器，包括用于连接所述计量测试平台中数字万用表、示波器、函数发生器、直流稳压电源的测试接口，以及用于连接综合测试仪对应端子的适配接口；所述测试接口与适配接口之间构成与设定的检定项目对应的检定电路。

一种适用于上述综合测试仪便携式计量检定系统的计量测试平台，包括数字万用表、示波器、函数发生器、直流稳压电源和采集控制装置；所述采集控制装置用于采集所述数字万用表、示波器的输出信号，并且控制所述函数发生器、直流稳压电源的输出。

本发明的有益效果是：通过适配器将综合测试仪的输入输出信号转换为计量检定平台测试范围内的信号，根据《综合测试车检定规程》中的要求，通过计量检定平台对综合测试仪进行直流电源检定、模拟目标捕获信号检定、交直流电压检定、直流电流检定、频率检定、时间检定、导通电阻检定及绝缘电阻检定。由于计量检定系统通过测试线缆直接与综合测试仪外部接口连接，测试对象为综合测试仪整机而非内部标准设备，更真实反映了被测对象各参数指标的状况，从而提高测试精度。

附图说明

图1是本发明计量检定系统实施例的计量检定系统结构示意图；

图2是本发明计量检定系统实施例的直流电源检定结构示意图；

图3是本发明计量检定系统实施例的模拟目标捕获检定结构示意图；

图4是本发明计量检定系统实施例的交流电压检定结构示意图；

图5是本发明计量检定系统实施例的直流电压检定结构示意图；

图6是本发明计量检定系统实施例的直流电流检定结构示意图；

图7是本发明计量检定系统实施例的频率检定结构示意图

图8是本发明计量检定系统实施例的时间检定结构示意图；

图9是本发明计量检定系统实施例的导通电阻检定结构示意图；

图10是本发明计量检定系统实施例的绝缘电阻检定结构示意图。

具体实施方式

计量检定系统实施例

如图1所示，本发明实施例的计量检定系统包括适配器和计量测试平台；计量测试平台通过适配器连接综合测试仪UUT，综合测试仪UUT连接辅助设备。

计量测试平台包括数字万用表、示波器、函数发生器、直流稳压电源和采集控制装置，采集控制装置连接计算机，用于实现对综合测试仪的直流电源检定、模拟目标捕获信号检定、交流电压检定、直流电压检定、直流电流检定、频率检定、时间检定、导通电阻检定以及绝缘电阻检定。

适配器包括调理电路，调理电路连接滑线变阻器，适配器的测试接口包括示波器测量端、函数信号输入端、2个电压测试端、2个电流测试端、2个电源端和继电器控制端，上述接口分别通过继电器对应连接计量测试平台的各输出端，计算机通过采集控制装置的数字IO输出控制继电器。适配器的适配端口包括频率测试端、2个低阻朔源端、2个高阻朔源端、航空插座P2X2和P2X4，上述端口分别对应连接综合测试仪UUT的对应端口。

辅助设备包括交流调压器，用于对综合测试仪UUT的直流电源充电。

下面分别对综合测试仪UUT的直流电源检定、模拟目标捕获信号检定、交流电压检定、直流电压检定、直流电流检定、频率检定、时间检定、导通电阻检定以及绝缘电阻检定做详细说明。

直流电源检定

如图2所示，直流电源检定项目，数字万用表的标准交直流电压测试端子(香蕉头)、标准直流电流测试端子(香蕉头)分别与适配器的标准交直流电压测试端子(香蕉头)、标准直流电流测试端子(香蕉头)稳定连接，适配器的航空插座P2X2-1和P2X2-19分别对应连接综合测试仪UUT的航空插座P2X2-1和P2X2-19。辅助设备的交流调压器一端连接交流220V电压，一端连接综合测试仪UUT的电源插座给直流电源充电。

直流电源检定通过调整交流调压器控制被测直流电源的输入电压，调节滑线变阻器控制输出负载，针对综合测试仪UUT的+20V、-20V、5V直流电源的输出电压、电流、电压调范围、电流调范围、纹波系数等项目进行测试，以达到对直流电源计量检定的目的。下面以+20V的直流电源为例，介绍直流电源检定的原理及过程。

+20V直流电源(I_额定＝3.5A)的测试类容包括输出电压、电流、电压调范围、电流调范围、纹波系数。

其中，输出电压(U_额定)：被测电源输入额定电压，负载电流达到额定电流80％时，电源输出的电压值。电流调整范围(△U_电流)：被测电源输入额定电压，负载电流在额定电流10％～80％范围内变化而导致输出电压的变化范围，△U_电流＝|U_I空—U_额定|。电压调整范围(△U_电压)：被测电源的负载电流在额定电流80％下工作时，输入电压在额定范围内变化，导致输出电压的变化范围，△U_电压＝U_VL—U_VH。纹波系数(K_纹波)：被测电源输入额定电压，负载电流在开路和额定电流80％工作时，利用万用表交流档或示波器测试输出电压在20kHz频率下的电压值U_满rms和U_空rms，纹波系数

其具体检定步骤如下：

将滑线变阻器的触点拨至断路点(最右侧)；控制适配器的继电器使测试电路转为电源检定档位；调整交流调压器至220V；

控制综合测试仪UUT开启+20V电源，确认滑线变阻器的触点保持在断路点，观测电压电流值，当输出电压保持稳定后，记录输出直流电压值U_I空；和20kHz频率下的交流电压有效值U_空rms；

缓慢的向左拨动滑线变阻器的触点，当输出电流达到额定电流值的80％时(I_满＝I_额定×80％＝2.8A)，停止拨动滑线变阻器，待输出电压稳定后，记录输出电压值U_额定和交流电压U_满rms；

缓慢调节交流调压器，使输入电压达到198V，待被测电源的输出电压稳定后，记录输出电压值U_VL；

缓慢调节交流调压器，使输入电压达到242V，待被测电源的输出电压稳定后，记录输出电压值U_VH；

缓慢调节交流变压器，使输入电压达到220V，再缓慢向右拨动滑线变阻器至断路点，便可进行下一个测试项目，或结束测试。

模拟目标捕获信号检定

如图3所示，模拟目标捕获信号检定项目，示波器板卡的信号输出端子(BNC)与适配器的示波器测试端子(BNC)稳定连接；适配器的频率测量端子与综合测试仪UUT中P1P5航空插引出的BNC引出端稳定连接；适配器具有接口转换功能(将综合测试仪UUT的航空插座转换为计量测试平台的BNC插座)和抗干扰的功能，能够保证信号的一致性。

模拟目标捕获信号检定将被测发射机输出信号连接至示波器，针对模拟目标捕获信号的频率及电平特性进行测试，以达到对模拟目标捕获信号的计量检定。

其中，频率测试为读取发射机输出的方波信号频率，要求输出频率为设定值；电平测试为读取发射机输出方波信号对应高、低电平的电压值；VH＝2V～5.5V，VL＝-0.5V～+0.8V；占空比测试：读取发射机输出方波信号的占空比为设定值。

其具体检定步骤如下：

控制适配器的继电器使测试电路转为模拟目标捕获信号档位；控制综合测试仪UUT启动发射机；示波器观察到输出波形稳定后，记录发射机输出的频率与高低电平的电压值。

交流电压检定

如图4所示，交流电压检定项目，数字万用表的标准交直流电压测试端子(香蕉头)与适配器的标准交直流电压测试端子(香蕉头)稳定连接；交流电压检定中函数发生器的输出端子(BNC)与适配器的函数信号输入端(BNC)稳定连接；适配器的航空插座P2X4-7和P2X2-1分别对应连接综合测试仪UUT的航空插座P2X4-7和P2X2-1。

交流电压检定利用计量测试平台中的数字万用表与综合测试仪UUT的被测万用表共同监视计量测试平台中函数发生器提供的交流电压信号,通过数据比对的方式，检定被测万用表交流电压档，进而实现对综合测试仪UUT进行交流电压检定。

具体实现方式为利用计量测试平台内置的函数发生器分别输出频率设定频率，幅值分别为个设定电压值的信号，进而利用计量测试平台内置示波器和UUT内待测万用表进行比对测试。

其具体检定步骤如下：

控制适配器的继电器使测试电路转为交流电压测试档位；启动函数发生器，待开机稳定后输出设定电压，设定频率的正弦波形；

观察到输出电压读数稳定后，启动综合测试仪UTT的交流电压自测程序，记录测试数据；通过计量测试平台内的数字万用表依次测试并记录电压值，并与UUT自检程序测得的结果进行数据比对。

直流电压检定

如图5所示，直流电压检定项目，数字万用表的标准交直流电压测试端子(香蕉头)与适配器的标准交直流电压测试端子(香蕉头)稳定连接；直流电压检定中直流稳压电源连接适配器的电源端，适配器的航空插座P2X4-7和P2X2-1分别对应连接综合测试仪UUT的航空插座P2X4-7和P2X2-1。

直流电压检定利用计量测试平台中的数字万用表与综合测试仪UUT的被测万用表共同监视计量测试平台中直流稳压电源提供的直流电压信号,通过数据比对的方式，检定被测万用表直流电压档，进而实现对综合测试仪UUT进行交流电压检定。

其中，直流电压为利用待测万用表直流电压档，测试电压的读数。

其具体检定步骤如下：

控制适配器的继电器使测试电路转为直流电压测试档位；确认检定系统中滑线变阻器触点处于断路点；启动直流稳压电源，待开机稳定后输出的直流电压；观察到输出电压读数稳定后，启动UTT的直流电压自测程序，并记录测试数据；利用计量测试平台的数字万用表依次测试并记录电压值，并与UUT自检程序测得的结果进行数据比对。

直流电流检定

如图6所示，直流电流检定项目，数字万用表的标准交直流电压测试端子(香蕉头)、标准直流电流测试端子(香蕉头)分别与适配器的标准交直流电压测试端子(香蕉头)、标准直流电流测试端子(香蕉头)稳定连接，适配器的航空插座P2X2-1和P2X2-19分别对应连接综合测试仪UUT的航空插座P2X2-1和P2X2-19。

直流电流检定利用计量测试平台中的数字万用表与综合测试仪UUT的被测万用表共同监视综合测试仪UUT中直流电源提供的直流电压信号,通过数据比对的方式，检定被测万用表直流电流档，进而实现对综合测试仪UUT进行直流电流检定。

其中，直流电流为使用UUT内待测万用表直流电流档，测试1A，2A、3A的读数。

其具体检定步骤如下：

控制适配器的继电器使测试电路转为直流电流测试档位；将滑线变阻器置于最右端的断路点；启动综合测试仪UUT的-20V电源，监视直流电源的输出电压，待电压输出稳定后向左缓慢拨动滑线变阻器直至电流输出为3A时停止；启动UTT的直流电流自测程序，记录测试数据；继续左拨动滑线变阻器，利用计量测试平台内数字万用表依次测试并记录2A、1A电流值，并与UUT自检程序测得的结果进行数据比对。检定完毕后，将滑线变阻器触点置于断路点。

频率检定

如图7所示，频率检定项目，示波器板卡的信号输出端子(BNC)与适配器的示波器测试端子(BNC)稳定连接；函数发生器的输出端子(BNC)与适配器的函数信号输入端(BNC)稳定连接；适配器的航空插座P2X4-5和P2X2-1分别对应连接综合测试仪UUT的航空插座P2X4-5和P2X2-1。

频率检定利用计量测试平台中的示波器与综合测试仪UUT的被测万用表共同监视计量测试平台中的函数发生器提供正弦波信号的频率参数，通过数据比对的方式，检定被测万用表频率档，进而实现对综合测试仪UUT进行频率检定。

其中，频率为使用UUT内待测万用表频率档，测试频率的读数。

其具体检定步骤如下：

控制适配器的继电器使测试电路转为频率测试档位；启动函数发生器，待开机稳定后输出设定频率，设定电压的正弦波信号；观察到输出波形稳定后，启动UTT的频率自测程序，并记录测试数据；利用计量测试平台内的示波器依次测试并记录函数发生器输出的频率值，并与综合测试仪UUT自检程序测得的结果进行数据比对。

时间检定

如图8所示，时间检定项目，示波器板卡的信号输出端子(BNC)与适配器的示波器测试端子(BNC)稳定连接；函数发生器的输出端子(BNC)与适配器的函数信号输入端(BNC)稳定连接；适配器的航空插座P2X2-5和P2X2-1分别对应连接综合测试仪UUT的航空插座P2X2-5和P2X2-1。

时间检定利用计量测试平台中的示波器与综合测试仪UUT的被测万用表共同监视计量测试平台中的函数发生器所提供TTL信号的时间参数,通过数据比对的方式，检定被测万用表时间档，进而实现对综合测试仪UUT进行时间检定。

其中，时间为使用UUT内待测万用表时间档，测试时间的读数。

其具体检定步骤如下：

控制适配器的继电器使测试电路转为时间测试档位；启动函数发生器，待开机稳定后输出设定电压、设定频率的TTL信号；观察到输出频率读数稳定后，启动综合测试仪UTT的频率自测程序，并记录测试数据；利用计量测试平台内置的示波器，依次测试并记录函数发生器输出频率的TTL信号时记录的时间参数，并与UUT自检程序测得的结果进行数据比对。

导通电阻检定

如图9所示，导通电阻检定项目分别将综合测试仪UTT中的导通电阻测试插头(香蕉头)和导通电阻检定中的电压测试插头(香蕉头)接入适配器的低电阻朔源端子，并将适配器中的导通测量检定拨动开关置于设定的电阻档。分别通过计量测试平台中的数字万用表和综合测试仪UTT中的被测万用表对适配器中的低阻值电阻进行测试，并对比测试结果。

其具体检定步骤如下：

控制适配器的继电器使测试电路转为导通测试档；

将UUT中的导通电阻测试插头(香蕉头)接入适配器的低电阻朔源端子，并将适配器中的导通测量检定拨动开关置于设定的电阻档；启动UUT自检程序中的导通电阻测试程序，记录测得的电阻值；重复上述步骤，依次测试并记录电阻数据；

将计量测试平台中的电压测试插头(香蕉头)接入适配器的低电阻朔源端子，并将适配器中的导通测量检定拨动开关分别置于设定的电阻档，记录测得的电阻值；将计量测试平台测得的电阻值与综合测试仪UUT测得的电阻值进行数据比对。

绝缘电阻检定

如图10所示，绝缘电阻检定项目分别将综合测试仪UTT中的导通电阻测试插头(香蕉头)和绝缘电阻检定中的电压测试插头(香蕉头)接入适配器的高电阻朔源端子，并将适配器中的导通测量检定拨动开关置于设定的电阻档。分别通过计量测试平台中的数字万用表和综合测试仪UTT中的被测万用表对适配器中的高阻值电阻进行测试，并对比测试结果。

其具体检定步骤如下：

控制适配器的继电器使测试电路转为导通测试档；

将UUT中的绝缘电阻测试插头(香蕉头)接入适配器的高电阻朔源端子，并将适配器中的导通测量检定拨动开关置于设定的电阻档；启动UUT自检程序中的绝缘电阻测试程序，记录测得的电阻值；重复上述步骤，依次测试并记录电阻数据；

将计量测试平台中的电压测试插头(香蕉头)接入适配器的高电阻朔源端子，并将适配器中的导通测量检定拨动开关分别置于设定的电阻档位，记录测得的电阻值；将计量测试平台测得的电阻值与综合测试仪UUT测得的电阻值进行数据比对。

适配器实施例

本发明实施例的适配器与上述实施例中的适配器相同，故不在此重复叙述。

计量测试平台实施例

本发明实施例的计量测试平台与上述实施例中的计量测试平台相同，故不在此重复叙述。