摘要：电测仪器包括各种电磁量的测量仪器，如电阻、电容、电感、电磁场、电压、电流等电磁学基础量测量测试设备以及为电路提供稳定电流、电压的各种精度不同的电压源、电流源等。在进行电磁学实验及电路测试时，必须对以上各个仪器设备进行校准，以得到一个较为可靠的结果。
关键词：电测；仪器仪表；自校准
电测仪器并不是单纯指某一种测量仪器，而是泛指一个种类。电测仪器中包含多种型号的电磁测量仪器设备，比如一些比较大型的机器，在实际运行过程中，需要对这些大型仪器的电阻进行测量，同时还会根据实际情况的要求，对电压进行测量。电测仪器在正常工作状态下，可以为其他设备的运行或者整个工作系统提供稳定且安全有效的保障，特别是对电力资源能够形成良好的保护作用。除此之外，还会对整个电力系统中所包含的数据进行准确有效的检测，从而得出可靠的数据。在针对这些数据进行分析时，要对实际数据和既定数据进行对比分析，并且对原有的数据采取有效措施进行科学合理的控制，这样才能够为整个系统的正常运行提供有效保障。
1 电测仪器校准的定义及自校准表现分析
在进行电磁相关的科学实验或是对原有的电路进行进行检测工作时，首先要做的就是对电测仪器设备进行校准，1X器的准确性才能确保测量数据的准确才能保证后续工作的正常运行，当然，电测仪器的自校准工作并不是十分复杂的，并不需要将设备进行拆卸送到相关的检测单位进行检测，但是往往也存在这样的情况，一些设备十分的庞大而且复杂，也就为设备的自校准提出了一些难度，所以这时设备的自校准技术就显得十分便捷，现在单片机的发展为自校准创造了一个良好的环境，在此基础上避免了人工校准可能产生的失误。
对于电测仪器的自校准做详细的分析，了解自校准的基本表现形式，可以说是自校准技术中的重点，必须要高度的重视，不能有任何的疏忽大意，只有这样，才能确保测量的精确度。第一步需要对仪器的校准做详细的了解校准，就是在一个特定的条件下且符合相关的规定，通过一个既定的标准对要测量的所有的仪器进行测量，查看是否有所误差，同时查看在测量停止后所有的仪器的数据显示是否回归于检测前的数值，电测仪器校准可以检测出设备可能存在的问题，对于设备的正常稳定工作有着十分重要的意义。校准的最终目的就是在查出设备可能存在的问题后，对有误差的设备进行调整，因为校准工作是在一个特定的环境中开展的，所以对于一些相关的数据显示结果也应是特定的，也就代表着最中电测仪器上所显示的数值应该与原有预知的数值相一致。
在当前的测量参考过程之中，电测仪器通过自校准可以准确的测量出电阻值、电流、电压以及电容等参考数值如果相关数据和测试由外部进行提供，则外部的参考值是经过相关机构和部门进行准确校准和验证的。一般情况之下，可以确保电测仪器的自校准具有较高的精准度，但是其便利性比较差，如果参考值由内部进行提供，则应当可以设计出较稳定的标准，这一点是当前电测仪器自校准的主要难题之一。
2 数据采集卡自校准及电压源自校准
2.1 电测仪器数据采集卡自校准
首先，在测量的过程中，需要连接上一个已知的参考标准在电压板卡之上，保证各个通道连接的顺畅性，在该参考值之下，相关数值和测量的记录将会被记载至内存当中。然后通过不同增益设置情况之下电压值的读取以及在存储之中的真实数值进行比较，最后通过计算和比较运算，得出最佳的校准系数，将此校准系数存储在内存当中，进而实现对电测仪器电路的补偿，保证运行的效果。在实践操作和应用的过程当中，采用电测仪器自校准的形式可以非常有效的解决设备电路板卡在不同环境和不同温度条件之下出现显著电量变化的情况，进而从根本上提升了测量工作的精准度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是在实践测量过程之中还需要注意的是由于采用自校准方式相关参考电压是集成在电路底部的，所以可能会存在有一定的偏差，所以在测量过程当中还需要重视上述问题。从本质上而言，电测仪器测量自校准系统的核心问题是如何减少环境的干扰及影响，使得测量的电路参考标准尽可能的精准可靠。
数据采集卡受使用时间较长、环境温度变化、元器件老化、修理等等因素的影响，其准确度指标会发生一定的变化，使得实际测量值会偏离标称测量值，为了保证测量结果的可信度和一致性必须对它进行校准。其校准过程简单的来说，是通过驱动软件（如MAX等）对一个给定的测量标准电压返回得到一个近似的值，再将该近似值与存储在内存中的标准参考值进行比较，得到补偿参数。具体校准过程如下：
首先，内部连接一个已知的参考标准电压到板卡的各个通道上，该参考电压的真实值已预记录在EEPROM内存中。然后，在不同增益设置的情况下，读取参考电压值并和存储在EEPROM中的真实值进行比较。最后，通过比较等运算，得到最佳校准系数，并存储于EEPROM内存中，作为对增益放大器或A/D中模拟电路的漂移进行补偿。在实际应用中，该自校准功能能很好地解决板卡在工作环境温度发生了明显的变化时的测量准确度变化，从而提高测量精度。但是，必须注意的是，由于该自校准采用的参考电压集成在仪器内部，也可能有一定的偏差，因此该自校准的精度仅仅取决于板上参考电压的精度，但这对一般的测量已经够用了。总之，测量系统自校准的核心问题是，如何设计出一个稳定可靠地，受环境影响较小的参考标准电路。
2.2 电测仪器电压源自校准
由于电流源以及电压源等存在的特殊性，所以上述两种电学设备的测量标准应当根据参考标准来进行执行，否则就难以保证测量工作的准确性，针对电压源以及电流源的校准工作，一般需要使用电位差进行计量，通过对外部参考源进行比较和分析，进而实现科学化、精准的测量。自校准的设计目的，是为了可以通过继电器、嵌入式电芯片以及电机等控制方式，实现对电流源和电压源等的自动校准，确保设备和系统可以稳定且可靠的工作。
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。
3 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，也大大提高的了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。
参考文献：
[1]朱晓，孟晓风，董斌.基于在线自校准的宽温高精度信号设计[J].国外电子测量技术，2011，30（11）：51-53.
[2]徐海江.探析电测表计检定原始记录平台的构建[J].电子世界，2012（22）：65-66.
[3]彭先洪，刘磊，梁国杰，等.纳伏电压标准装置测量不确定度分析与评定[J].计量与测试技术，2017，44（3）：13-15.
论文作者:李玥,张巧巧,翁晓芳
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
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