電學(xué)參數(shù)緩變率測(cè)試系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于一種自動(dòng)化電學(xué)參數(shù)測(cè)量軟件，尤其涉及一種電學(xué)參數(shù)緩變率測(cè)試系 統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前對(duì)電學(xué)參數(shù)緩變率的測(cè)試一般都采用長(zhǎng)圖記錄儀繪圖記錄或采用人工記錄 的方式進(jìn)行測(cè)試，測(cè)量精度低，測(cè)量間隔時(shí)間不確定度較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決【背景技術(shù)】中所存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種電學(xué)參數(shù)緩變率測(cè)試 系統(tǒng)及方法，解決現(xiàn)有測(cè)試方法存在的測(cè)量間隔時(shí)間及測(cè)量數(shù)據(jù)精度較低，測(cè)量過(guò)程對(duì)測(cè) 量人員依賴(lài)度較高的問(wèn)題。提高測(cè)量精度及效率。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：電學(xué)參數(shù)緩變率測(cè)試系統(tǒng)，其特殊之處在于:所述測(cè)試 系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊以及主控模塊;所述數(shù)據(jù)采集模塊與主控模塊之間 通過(guò)數(shù)據(jù)流交互;所述數(shù)據(jù)處理模塊與主控模塊之間通過(guò)數(shù)據(jù)流交互;所述數(shù)據(jù)采集模塊 包括 USB、RS-232、GPIB 數(shù)據(jù)接口。
[0005] 上述數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)采集到的數(shù)據(jù)集合進(jìn)行分析處理，評(píng)估其緩變率等參數(shù)是否 滿(mǎn)足要求。
[0006] 上述測(cè)試系統(tǒng)還包括報(bào)告輸出模塊，所述報(bào)告輸出模塊與主控模塊連接。
[0007] 電學(xué)參數(shù)緩變率測(cè)試方法，其特殊之處在于:所述方法包括以下步驟：
[0008] 1)設(shè)曲線(xiàn)S1為待測(cè)原始數(shù)據(jù)；
[0009] 2)待測(cè)原始數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集器采集，離散為一組數(shù)據(jù)點(diǎn)；
[0010] 3)設(shè)置長(zhǎng)度為η的隊(duì)列，采用"先進(jìn)先出"的數(shù)據(jù)流動(dòng)方式，具體來(lái)說(shuō)，就是建立數(shù) 據(jù)隊(duì)列，并對(duì)隊(duì)列內(nèi)的數(shù)據(jù)求平均值，獲得一組長(zhǎng)度與原數(shù)據(jù)列等長(zhǎng)的濾波結(jié)果數(shù)據(jù)列
[0011] 4)通過(guò)算法考核數(shù)據(jù)結(jié)果的波動(dòng)性，若超過(guò)設(shè)定值，則增加隊(duì)列長(zhǎng)度，重復(fù)步驟 3)，指導(dǎo)隊(duì)列長(zhǎng)度超過(guò)設(shè)定上限的值，或?yàn)V波結(jié)果符合數(shù)據(jù)波動(dòng)要求，此時(shí)隊(duì)列長(zhǎng)度即為衡 量數(shù)據(jù)質(zhì)量的量化數(shù)據(jù)；
[0012] 5)若隊(duì)列長(zhǎng)度達(dá)到設(shè)定上限的值時(shí)，數(shù)據(jù)仍不符合波動(dòng)性要求時(shí)，則進(jìn)行波動(dòng)性 超標(biāo)報(bào)警;否則輸出濾波后數(shù)據(jù)并用隊(duì)列長(zhǎng)度反映原數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)波動(dòng)情況。
[0013] 上述步驟4)中通過(guò)算法考核數(shù)據(jù)結(jié)果的波動(dòng)性具體方法是： 行判斷(S為濾波結(jié)果，a為單個(gè)采集數(shù)據(jù)，i為濾波器長(zhǎng)度，η為當(dāng)前數(shù)據(jù)）；
[0014] 4.1)設(shè)置i為10,并對(duì)5"進(jìn)行判斷，若波動(dòng)超過(guò)設(shè)定值時(shí)，將i進(jìn)行加1操作，即將濾 波隊(duì)列變?yōu)?1;設(shè)定值采用對(duì)被測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)正常波動(dòng)及有效數(shù)數(shù)值的綜合預(yù)估的方式確 定，具體公式為y = 1.5*M/N式中y為設(shè)定值，Μ為讀數(shù)數(shù)值，N為正常的讀數(shù)波動(dòng)值；
[0015] 4.2)再次進(jìn)行上述判斷，SPSn設(shè)定為11后是否滿(mǎn)足輸出條件，若數(shù)據(jù)波動(dòng)量符合 設(shè)定值，則向后極輸出數(shù)據(jù)；
[0016] 4.3)若仍不滿(mǎn)足設(shè)定條件，則進(jìn)一步增加隊(duì)列長(zhǎng)度，直到隊(duì)列長(zhǎng)度超過(guò)設(shè)定值，則 對(duì)后極輸出報(bào)警信號(hào)，指示數(shù)據(jù)波動(dòng)過(guò)大，無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求;并對(duì)既有數(shù)據(jù)做丟棄處理。 [0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
[0018] 1)創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)出具有多種數(shù)據(jù)接口驅(qū)動(dòng)能力數(shù)據(jù)采集模塊，能夠完成多種常見(jiàn) 儀器的數(shù)據(jù)自動(dòng)讀取與儀器控制，可應(yīng)用于多種計(jì)算機(jī)數(shù)采軟件中。
[0019] 2)采用變長(zhǎng)隊(duì)列數(shù)據(jù)濾波算法，在獲得良好的數(shù)字濾波效果的同時(shí)，還能夠定量 的衡量數(shù)據(jù)的波動(dòng)情況。
[0020] 本系統(tǒng)已應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)緩變率測(cè)量工作中，經(jīng)測(cè)試，較原有的測(cè)量手段相比，測(cè)量精 度及測(cè)量結(jié)果輸出可讀性均大幅優(yōu)于原有測(cè)試手段。該系統(tǒng)可推廣至其它電學(xué)參數(shù)長(zhǎng)時(shí)間 記錄場(chǎng)合，具有廣闊應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0021 ]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；
[0022]圖2是本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理模塊處理數(shù)據(jù)示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明的濾波算法流程圖；
【具體實(shí)施方式】
[0024]本系統(tǒng)能夠完成數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，其軟件具有特別設(shè)計(jì)的多接口數(shù)據(jù)采集模塊， 支持USB，RS-232,GPIB等數(shù)據(jù)接口，具有Agilent 34401A，F(xiàn)luke 8846A等多型儀器驅(qū)動(dòng)能 力，能夠自動(dòng)完成數(shù)據(jù)采集與儀器控制。并能輸出多種格式的報(bào)告，參見(jiàn)圖1。
[0025]其中數(shù)據(jù)采集模塊能夠以多種接口連接多種外設(shè)測(cè)量?jī)x器，具有較強(qiáng)的通用性， 該模塊代碼為本系統(tǒng)核心技術(shù)點(diǎn)之一。
[0026]數(shù)據(jù)處理模塊，負(fù)責(zé)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)集合進(jìn)行分析處理，評(píng)估其緩變率等參數(shù)是 否滿(mǎn)足要求。該模塊代碼為本系統(tǒng)另一個(gè)核心技術(shù)點(diǎn)。
[0027] 數(shù)據(jù)處理模塊為排除異常數(shù)據(jù)干擾，采用長(zhǎng)度可變隊(duì)列濾波方式，根據(jù)數(shù)據(jù)受干 擾的嚴(yán)重情況，自動(dòng)調(diào)節(jié)隊(duì)列長(zhǎng)度，對(duì)濾波結(jié)果和隊(duì)列長(zhǎng)度進(jìn)行檢測(cè)，具體量化數(shù)據(jù)質(zhì)量。 并濾除無(wú)用雜波影響。數(shù)據(jù)處理模塊處理方式參見(jiàn)圖2,該部分代碼為本系統(tǒng)核心技術(shù)之 〇
[0028] 曲線(xiàn)S1為待測(cè)原始數(shù)據(jù)，可以是電壓或電流等電學(xué)參數(shù)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集器采集，離 散為一組數(shù)據(jù)點(diǎn)，設(shè)置長(zhǎng)度為η的隊(duì)列，采用"先進(jìn)先出"的數(shù)據(jù)流動(dòng)方式，并對(duì)隊(duì)列內(nèi)的數(shù) 據(jù)求平均值，獲得一組長(zhǎng)度與原數(shù)據(jù)列等長(zhǎng)的濾波結(jié)果數(shù)據(jù)列。通過(guò)算法考核數(shù)據(jù)結(jié)果的 波動(dòng)性，若超過(guò)設(shè)定值，則增加隊(duì)列長(zhǎng)度，重復(fù)上述過(guò)程，指導(dǎo)隊(duì)列長(zhǎng)度超過(guò)設(shè)定上限的值， 或?yàn)V波結(jié)果符合數(shù)據(jù)波動(dòng)要求，此時(shí)的隊(duì)列長(zhǎng)度即為衡量數(shù)據(jù)質(zhì)量的量化數(shù)據(jù)，參見(jiàn)圖3;
[0029] 當(dāng)隊(duì)列長(zhǎng)度達(dá)到上限時(shí)，數(shù)據(jù)仍不符合波動(dòng)性要求時(shí)，則進(jìn)行波動(dòng)性超標(biāo)報(bào)警。否 則輸出濾波后數(shù)據(jù)并用隊(duì)列長(zhǎng)度反映原數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)波動(dòng)情況。
[0030] 可變隊(duì)列濾波算法具體描述如下：
[0031]
(S為濾波結(jié)果，a為單個(gè)采集數(shù)據(jù)，i為濾波器長(zhǎng)度，η為當(dāng)前數(shù)據(jù)）
[0032]開(kāi)始時(shí)設(shè)置i為10,并對(duì)5"進(jìn)行判斷，若波動(dòng)超過(guò)設(shè)定值(如5%)時(shí)，將i進(jìn)行加1操 作，即將濾波隊(duì)列變?yōu)?1，并再次進(jìn)行上述判斷，若數(shù)據(jù)波動(dòng)量符合設(shè)定值，則向后極輸出 數(shù)據(jù)，若仍不滿(mǎn)足設(shè)定條件，則進(jìn)一步增加隊(duì)列長(zhǎng)度，直到隊(duì)列長(zhǎng)度超過(guò)設(shè)定值(例如25)， 則對(duì)后極輸出報(bào)警信號(hào)，指示數(shù)據(jù)波動(dòng)過(guò)大，無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。并對(duì)既有數(shù)據(jù)做丟棄處 理。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 電學(xué)參數(shù)緩變率測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述測(cè)試系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理 模塊W及主控模塊;所述數(shù)據(jù)采集模塊與主控模塊之間通過(guò)數(shù)據(jù)流交互;所述數(shù)據(jù)處理模 塊與主控模塊之間通過(guò)數(shù)據(jù)流交互;所述數(shù)據(jù)采集模塊包括USB、RS-232、GPIB數(shù)據(jù)接口。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電學(xué)參數(shù)緩變率測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理模塊對(duì) 采集到的數(shù)據(jù)集合進(jìn)行分析處理，評(píng)估其緩變率等參數(shù)是否滿(mǎn)足要求。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電學(xué)參數(shù)緩變率測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述測(cè)試系統(tǒng)還包括 報(bào)告輸出模塊，所述報(bào)告輸出模塊與主控模塊連接。4. 電學(xué)參數(shù)緩變率測(cè)試方法，其特征在于:所述方法包括W下步驟： 1) 設(shè)曲線(xiàn)S1為待測(cè)原始數(shù)據(jù)； 2) 待測(cè)原始數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集器采集，離散為一組數(shù)據(jù)點(diǎn)； 3) 設(shè)置長(zhǎng)度為η的隊(duì)列，采用"先進(jìn)先出"的數(shù)據(jù)流動(dòng)方式，具體來(lái)說(shuō)，就是建立數(shù)據(jù)隊(duì) 列，并對(duì)隊(duì)列內(nèi)的數(shù)據(jù)求平均值，獲得一組長(zhǎng)度與原數(shù)據(jù)列等長(zhǎng)的濾波結(jié)果數(shù)據(jù)列； 4) 通過(guò)算法考核數(shù)據(jù)結(jié)果的波動(dòng)性，若超過(guò)設(shè)定值，則增加隊(duì)列長(zhǎng)度，重復(fù)步驟3)，指 導(dǎo)隊(duì)列長(zhǎng)度超過(guò)設(shè)定上限的值，或?yàn)V波結(jié)果符合數(shù)據(jù)波動(dòng)要求，此時(shí)隊(duì)列長(zhǎng)度即為衡量數(shù) 據(jù)質(zhì)量的量化數(shù)據(jù)； 5) 若隊(duì)列長(zhǎng)度達(dá)到設(shè)定上限的值時(shí)，數(shù)據(jù)仍不符合波動(dòng)性要求時(shí)，則進(jìn)行波動(dòng)性超標(biāo) 報(bào)警;否則輸出濾波后數(shù)據(jù)并用隊(duì)列長(zhǎng)度反映原數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)波動(dòng)情況。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電學(xué)參數(shù)緩變率測(cè)試方法，其特征在于:所述步驟4)中通過(guò)算 法考核數(shù)據(jù)結(jié)果的波動(dòng)性具體方法是:根據(jù)進(jìn)行判斷；S為濾波結(jié)果，a為單個(gè) 采集數(shù)據(jù)，i為濾波器長(zhǎng)度，η為當(dāng)前數(shù)據(jù)； 4.1) 設(shè)置i為10,并對(duì)Sn進(jìn)行判斷，若波動(dòng)超過(guò)設(shè)定值時(shí)，將i進(jìn)行加1操作，即將濾波隊(duì) 列變?yōu)?1;設(shè)定值采用對(duì)被測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)正常波動(dòng)及有效數(shù)數(shù)值的綜合預(yù)估的方式確定， 具體公式為y = 1.5*M/N式中y為設(shè)定值，Μ為讀數(shù)數(shù)值，N為正常的讀數(shù)波動(dòng)值； 4.2) 再次進(jìn)行上述判斷，即Sn設(shè)定為11后是否滿(mǎn)足輸出條件，若數(shù)據(jù)波動(dòng)量符合設(shè)定 值，則向后極輸出數(shù)據(jù)； 4.3) 若仍不滿(mǎn)足設(shè)定條件，則進(jìn)一步增加隊(duì)列長(zhǎng)度，直到隊(duì)列長(zhǎng)度超過(guò)設(shè)定值，則對(duì)后 極輸出報(bào)警信號(hào)，指示數(shù)據(jù)波動(dòng)過(guò)大，無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求;并對(duì)既有數(shù)據(jù)做丟棄處理。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提出了電學(xué)參數(shù)緩變率測(cè)試系統(tǒng)，測(cè)試系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊以及主控模塊；數(shù)據(jù)采集模塊與主控模塊之間通過(guò)數(shù)據(jù)流交互；數(shù)據(jù)處理模塊與主控模塊之間通過(guò)數(shù)據(jù)流交互；數(shù)據(jù)采集模塊包括USB、RS—232、GPIB數(shù)據(jù)接口。本發(fā)明一種電學(xué)參數(shù)緩變率測(cè)試系統(tǒng)及方法，解決現(xiàn)有測(cè)試方法存在的測(cè)量間隔時(shí)間及測(cè)量數(shù)據(jù)精度較低，測(cè)量過(guò)程對(duì)測(cè)量人員依賴(lài)度較高的問(wèn)題。提高測(cè)量精度及效率。
【IPC分類(lèi)】G01R31/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105548748
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510895156
【發(fā)明人】李琳, 周宇濤, 項(xiàng)陽(yáng)
【申請(qǐng)人】西安航空動(dòng)力控制科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月7日