电测仪器仪表自校准方法探析

摘 要：在实际的电气工程仪器仪表的校准工作中可以看出，仪器仪表的校准工作需要按照科学的原理来进行分析，抓住电测仪表测量的重点和关键环节，同时对其进行有效的校准。在电测仪器和仪表自校准工作中，主要涉及到的是电流源，电压源等等仪器。因此，需要对电测仪器仪表的自校准的机理进行详细的了解。本文主要对仪表的自校准方式进行深入探析和研究，仅供参考。

关键词：自校准；参考标准；仪器仪表；电压源

电测仪器包含的内容相对较广，有电阻，电感，电压等等。这些仪器可以为系统的运行提供相对稳定的环境，其中包括稳定的电流和电压。除此之外，还应该对整个仪器和设备进行有效的校准，进而得出科学的结果。对仪器进行校准是计量学范畴的相关概念，需要通过实物来进行比较分析，同时保证测量值的准确性。仪表的自校准就是在不采取其他的校准仪器的情况下，可以自行地进行校准。还可以有效的降低误差。保证仪器应用和环境相符合。

1 校准的含义以及自校准

校准工作从其涵义上来看，主要可以从两个方面来探讨。首先是在设定的条件下，应用相应的参考数据和参考物质来对测量的器具进行赋值处理，同时保证将误差控制在一定的范围内。其次，是以测量器上的相关数值为参照，采用校准链的方式来对标准的量值进行规范处理。

校准工作的进行主要是为了保证电测仪器仪表在实际的应用中体现出一定的准确性。具体来说，要将测量值的误差进行有效的控制，将其控制在允许的范围内。同时根据标值来对原有的数值进行修正，同时还要对相关的物质进行赋值处理。总而言之，就是要保证测量值具有一定的准确性。

校准方式的应用主要是根据单片机的工作原理来进行自动校准，这样可以将误差控制在一定的范围内，而且可以应用已经测定的参考值来对整个店里系统进行有效的控制。同时还需要对不符合仪器仪表工作要求的数值进行改进和修正。具体来说，自校准流程见图1。

从图1中可以看出，在进行仪器仪表自校准工作中，虽然也受到一些外部因素的影响，但是影响程度不是很大。和标准的电压，电流以及电阻等因素影响也相对较小。主要是由于一些参考值都经过专业的检测部门进行校验，可见在实际的工作中，校验工作人员只需要对自校准过程中的稳定性进行有效的控制和分析，实现校准的自动化。进而得到最佳的校准参数。

2 仪器仪表自校准的意义

在进行电磁学实验以及相关电路测试的过程之中，还需要对设备进行校准，以确保最终所得的数据结果准确可靠。进行电测仪器的自校准，首先不需要将电测仪器脱离原本的环境，送至专门的机构进行校准。仅仅需要在充分的满足了精准度的标准之上，提升便利性，并且确保环境的一致性即可。其次，进行电测仪器自校准工作，在一些特殊的大型设备和集成系统之中，往往设备难以进行拆卸，如果能够进行自校准工作，则可以大大提升操作便捷性。

3 数据采集卡自校准举例

在进行电测仪器仪表自校准的过程中可以看出，数据采集卡很容易受到时间、温度以及电气仪表元器件等因素的影响。在其中一个因素出现变化的过程中都会对相关的测量数值产生严重的影响。因此，对其进行有效的校准和测量具有一定的可行性和必然性。虽然校准的过程相对比较简单，但是也需要按照相关的驱动软件来进行。测量工作中，需要将标准的数值和已经测量的数值进行比较，进而得到标注的补偿参数。从具体的校准过程可以从一下几个方面进行分析和探讨：

首先，在设备的内部进行标准电压的连接，要尽量连接到板卡的每个通道上，将相应的电压和电流的数值进行记录，为以后的对比和分析做好准备。

其次，需要进行增值设置，对已储存的电压进行调整。然后通过精密的计算得到最佳的校准系数，然后将其存入到相关的储存设备中。需要注意的是，在实际的工作中，要尽量降低校准的难度，在不改变测量环境和测量标准的前提下保证测量的精度。同时还需要将对参考电压进行有效的设置，同时尽量保证测量的精密程度。相关的工作人员，需要对仪器设备测量的核心问题进行有效的控制，其中包括环境和标准的电路特点。

4 电压源自校准举例

在实际的电压源自校准工作中可以看出，无论是电压源还是电流源所体现出的特殊性都比较突出。电学设备在校准的过程中涉及到的参考标准不允许在设计的内部进行集成，主要是为了提升电压源和电流源的应用意义。

对电流源、电压源的校准，常采用电位差计进行，与外部参考源进行比较从而实现校准。此时的自校准可以理解为“自动校准”。自校准设计的目的是能通过单片机等嵌入式芯片、继电器、电机等控制手段，对电压源、电流源实现自动校准。下面以电压源的自校准为例进行分析。

如图2所示为改进的具有自动校准功能的电位差计校准电路图。校准时，双刀双掷开关KM由继电器KM控制，继电器由单片机输出信号进行控制。首先，单片机A/D输出放大后控制继电器，使开关KM与标准参考电压Es连接，检流计G的电流信号由D/A输入单片机。单片机控制电机驱动R′滑动。检流计G信号不为零时，电机持续运动，直到检流计电流为0时停止，此时，记录下变阻器R的位置RL1。单片机控制KM与Ex（Ex为待校准电压源）连接，切换控制电机带动滑动变阻器R运动，直到G再次为0，记录此时的变阻器位置为RL2。然后，单片机计算得到Ex=（RL2/RL1）Es，与被测电压源Ex的标称值进行比较，得到该被测电压源校准后的真实值。

结束语

自校准仪器仪表，实际上是将传统的人工比对校准的方式，用单片机等嵌入式控制系统和相应的校准控制电路加以替代，实现校准的自动化。自校准不仅能提高校准的便利性，也大大提高的仪器仪表的测量精度，使其能在各种不便于实验室校准的工况下，进行现场自动校准。在SI单位溯源基准不断地被各种物理常数所代替的今天，不久的将来，必定可以根据这些物理单位，随时随地地建立起各种参考基准，并将这些参考基准集成在各种仪器仪表中，真正实现仪器仪表的精确自校准。

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