一种多通道无线测试校准装置的制作方法

1.本实用新型应用于电源柜及电池测试校准的技术领域,特别涉及一种多通道无线测试校准装置。


背景技术：

2.在电子设备测试行业及新能源电池测试中，电源柜及电池（被测产品）经常需要对可多达几十路甚至更多的电压及电流进行测量，用来判断当前电池的充放电状态及是否满足相关的参数要求，从而进一步判断电池的优劣情况。为了保证检测结果，即电压、电流数据的精准度需要在特定范围内满足要求，对此需要对电源柜进行系统校准，那么一种多通道的测试校准装置就是必要的。
3.当前的大多数校准方案和校准工装中，标准源采用的基本都是台式万用表，需要花费较大的仪器成本的同时，遇到以下情况时会有较大的局限性：一、校准工装的尺寸有严格限制，不足以放下常见的标准台式万用表；二、校准工装由于实际生产需要，不能外置线缆。因此，即便能放得下标注的台式万用表，那么给仪器供电及续航又是个问题。
4.故而需要一种能够替代标准的台式万用表实现多通道校准且体积小巧便于满足安装空间需求且无需连接过多外部线缆的校准装置。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种体积小、不受连接线束空间小限制的多通道无线测试校准装置。
6.本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括电源模块、mcu模块、采集模块、测量接口单元以及无线通信模块，所述采集模块和所述无线通信模块均与所述mcu模块电信号连接，所述电源模块供电，所述无线通信模块与外部上位机通信，所述测量接口单元包括与待测产品公共节点配合的电流互感器以及多通道导通选择模组，所述多通道导通选择模组与的输入端对应与若干待测产品连接，所述电流互感器和所述多通道导通选择模组的输出端通过切换开关与所述采集模块的输入端连接。
7.由上述方案可见，通过采用板卡形式的测试校准模块与待测产品连接，进行电压电流数据的采集，进而提供精确度满足要求且容易实现自校准的标准台式万用表的替代设备。所述电源模块用于给各个模块提供电能进而使各模块能够正常工作。所述mcu模块用于协调各模块的工作、与外部的上位机通信。所述mcu模块通过所述测量接口单元以及所述切换开关切换与所述采集模块导通的待测电池单元，所述采集模块采集当前导通通道的电流电压参数，作业员通过上位机获取校准参数进行电源柜的系统校准，进而保证电源柜内的电池产品能够正常运行。通过所述切换开关进行所述电流互感器以及所述多通道导通选择模组之间的切换，进而实现分别对电流或电压进行测量校准。
8.一个优选方案是，所述多通道导通选择模组包括若干选择继电器，所述mcu模块通过io扩展器与若干所述选择继电器以及所述切换开关的控制端连接，所述选择继电器切换
使对应输入端连接的待测产品与所述切换开关的一组输入端导通。
9.一个优选方案是，所述电流互感器和所述多通道导通选择模组与所述切换开关的对应输入端之间均设置有衰减模块。
10.一个优选方案是，所述电源模块包括充电电源。
11.一个优选方案是，本实用新型还包括自校准模块，所述自校准模块包括外接接口以及与所述mcu模块连接的dac模块，所述dac模块的输出端通过校准开关与所述采集模块的输入端连接，所述外接接口通过检测开关连接至所述切换开关以及所述校准开关的输出端。
12.一个优选方案是，所述无线通信模块包括型号为yl-500il的无线收发单元。
13.一个优选方案是，本实用新型还包括与所述mcu模块通信连接的存储器，所述存储器储存所述自校准模块的校准参数。
附图说明
14.图1是本实用新型的系统框图；
15.图2是所述电源模块的电路原理图；
16.图3是所述mcu模块第一连接器部分的电路原理图；
17.图4是所述测量接口单元的电路原理图；
18.图5是所述mcu模块第二连接器部分的电路原理图；
19.图6是所述自校准模块的电路原理图；
20.图7是所述mcu模块第三连接器部分的电路原理图；
21.图8是所述存储器的电路原理图；
22.图9是所述网口单元的电路原理图。
具体实施方式
23.如图1至图9所示，在本实施例中，本实用新型包括电源模块1、mcu模块2、采集模块3、测量接口单元4以及无线通信模块5，所述采集模块3和所述无线通信模块5均与所述mcu模块2电信号连接，所述电源模块1供电，所述无线通信模块5与外部上位机通信，所述测量接口单元4包括与待测产品公共节点配合的电流互感器41以及多通道导通选择模组42，所述多通道导通选择模组42与的输入端对应与若干待测产品连接，所述电流互感器41和所述多通道导通选择模组42的输出端通过切换开关与所述采集模块3的输入端连接。所述mcu模块包括型号为stm32f103rct6的处理芯片，所述采集模块3包括型号为ad7175的模数转换器。
24.所述多通道导通选择模组42包括三组选择继电器，所述mcu模块2通过io扩展器6与三组所述选择继电器以及所述切换开关的控制端连接，所述io扩展器6为型号是cat9555yi-t2的io扩展芯片，所述选择继电器切换连接状态使对应输入端连接的待测产品与所述切换开关的一组输入端导通。
25.所述电流互感器41和所述多通道导通选择模组42与所述切换开关的对应输入端之间均设置有衰减模块7，所述衰减模块7包括型号为opa188aidbvr的运算放大器，通过所述衰减模块7实现对输入的电压信号的衰减，在本实施例中所述衰减模块7的衰减倍率为2/
3倍。
26.所述电源模块1包括充电电源，所述充电电源为12v/95ah锂电池一体机，整体尺寸为31x21x6cm，通过采用锂电池一体机为整体装置供电进而保证设备在无需连接供电线路的情况下能够持续工作一段时间，在此型号的锂电池一体机功能的情况下能够在充满电后提供高达7-10天左右的续航，进而满足特定情况下的设备空间要求。同时由于本实用新型采用无线通信模块5进行数据通信，与电脑上位机端的无线模块通信，在自动化测试的厂房里可以较为灵活使用，装置无外置电缆，在搬运和运动过程不会产生线束缠绕绊线等问题。
27.本实用新型还包括自校准模块，所述自校准模块包括外接接口8以及与所述mcu模块2连接的dac模块9，所述dac模块9包括型号为ad5663brmz的数模转换芯片，所述dac模块9的输出端通过校准开关与所述采集模块3的输入端连接，设置所述mcu模块2通过所述校准开关切换所述dac模块9的接入和断开，防止所述dac模块干扰测量结果，所述外接接口8通过检测开关连接至所述切换开关以及所述校准开关的输出端，通过所述外接接口8与外部的台式万用表配合，进而在自校准时进行参数校正，以及调试过程中通过外接的台式万用表进行数据收集等。
28.所述无线通信模块5包括型号为yl-500il的无线收发单元，所述无线收发单元5通过串口线与所述mcu模块2连接，所述无线收发单元5与计算机进行无线交互，实现数据以及指令的传输。本实用新型还包括与所述mcu模块2通信连接有网口单元，所述网口单元提供有线连接通讯，便于用户在满足空间要求或调试时使用。
29.本实用新型还包括与所述mcu模块2通信连接的存储器10，所述存储器为型号是cat24c32yi-gt3的带电可擦可编程只读存储器，用于储存所述自校准模块的校准系数，能够保证掉电后数据不丢失。
30.所述切换开关、所述选择继电器、所述校准开关以及所述检测开关均为型号是agq200a4h的继电器，所述切换开关、所述选择继电器、所述校准开关以及所述检测开关的线圈控制端均与所述io扩展器6的扩展io口连接。
31.本实用新型的工作原理：
32.以96路电源通道为例进行多通道电流校准时，先将这96路电源通道按照排序分为奇数和偶数两组，奇数组和偶数组各选取一个公共节点，两个节点之间使用横截面积为4平方毫米的电缆穿过所述电流互感器41。在短接的两个通道在设置完对应的模式如a通道设置恒压模式，b通道设置恒流模式后，当有电流流过互感器时，电流就可以被所述电流互感器41感知并生成对应的电压信号。该电压信号送到所述衰减模块7，经过所述衰减模块7进行2/3的衰减约0.6667倍后，通过所述切换选择电路，再由所述采集模块3读取电压数据，最后经过换算得到感应电流，达到获取测试数据。
33.同样以96路电源通道为例进行多通道电压校准时。根据96路电源实际情况，采用由两个12kw 的ac-dc电源供电，基于分组管理及为避免不同的参考地不同导致的异常，把96路电源分为三组。将这三组电压通过接线及网络分别连接到两组初级的所述选择继电器，再将两组初级的所述选择继电器的输出端连接至次级的选择继电器的两个输入端，次级的选择继电器与衰减模块7连接，选择其中一组电压导通后经过衰减模块7进行衰减。最后由所述采集模块3读取电压数据,经过换算得到最终电压数据。
34.在常规测量使用时，通过所述无线通信模块5反馈数据至上位计算机。
35.为保证所述多通道无线测试校准装置测量的精准度，需要在使用一定时间后进行自校正，通过外接接口8线缆接到台式万用表34461a的电压档接口即可，校正完后的校准系数将会存储到所述存储器10中。所述dac模块9接收所述mcu模块2的指令输出特定电压至外部台式万用表以及所述采集模块3，外部的台式万用表通过数据线与上位计算机通信反馈检测结果，上位计算机通过无线网络与所述无线通信模块5通信，进而反馈校准参数值所述mcu模块2中，所述mcu模块2将校准系数转存至所述存储器10中，并在进行测量时调取校正系数进行结果校正。
36.虽然本实用新型的实施例是以实际方案来描述的，但是并不构成对本实用新型含义的限制，对于本领域的技术人员，根据本说明书对其实施方案的修改及与其他方案的组合都是显而易见的。

技术特征：
1.一种多通道无线测试校准装置，它包括电源模块（1）、mcu模块（2）以及采集模块（3），其特征在于：它还包括测量接口单元（4）以及无线通信模块（5），所述采集模块（3）和所述无线通信模块（5）均与所述mcu模块（2）电信号连接，所述电源模块（1）供电，所述无线通信模块（5）与外部上位机通信，所述测量接口单元（4）包括与待测产品公共节点配合的电流互感器（41）以及多通道导通选择模组（42），所述多通道导通选择模组（42）与的输入端对应与若干待测产品连接，所述电流互感器（41）和所述多通道导通选择模组（42）的输出端通过切换开关与所述采集模块（3）的输入端连接。2.根据权利要求1所述的一种多通道无线测试校准装置，其特征在于：所述多通道导通选择模组（42）包括若干选择继电器，所述mcu模块（2）通过io扩展器（6）与若干所述选择继电器以及所述切换开关的控制端连接，所述选择继电器切换使对应输入端连接的待测产品与所述切换开关的一组输入端导通。3.根据权利要求1所述的一种多通道无线测试校准装置，其特征在于：所述电流互感器（41）和所述多通道导通选择模组（42）与所述切换开关的对应输入端之间均设置有衰减模块（7）。4.根据权利要求1所述的一种多通道无线测试校准装置，其特征在于：所述电源模块（1）包括充电电源。5.根据权利要求1所述的一种多通道无线测试校准装置，其特征在于：它还包括自校准模块，所述自校准模块包括外接接口（8）以及与所述mcu模块（2）连接的dac模块（9），所述dac模块（9）的输出端通过校准开关与所述采集模块（3）的输入端连接，所述外接接口（8）通过检测开关连接至所述切换开关以及所述校准开关的输出端。6.根据权利要求1所述的一种多通道无线测试校准装置，其特征在于：所述无线通信模块（5）包括型号为yl-500il的无线收发单元。7.根据权利要求5所述的一种多通道无线测试校准装置，其特征在于：它还包括与所述mcu模块（2）通信连接的存储器（10），所述存储器（10）储存所述自校准模块的校准参数。

技术总结
本实用新型旨在提供一种体积小、不受连接线束空间小限制的多通道无线测试校准装置。本实用新型包括电源模块、MCU模块、采集模块、测量接口单元以及无线通信模块，所述采集模块和所述无线通信模块均与所述MCU模块电信号连接，所述电源模块供电，所述无线通信模块与外部上位机通信，所述测量接口单元包括与待测产品公共节点配合的电流互感器以及多通道导通选择模组，所述多通道导通选择模组与的输入端对应与若干待测产品连接，所述电流互感器和所述多通道导通选择模组的输出端通过切换开关与所述采集模块的输入端连接。本实用新型应用于电源柜及电池测试校准的技术领域。于电源柜及电池测试校准的技术领域。于电源柜及电池测试校准的技术领域。


技术研发人员：苏俊华 刘宗学 陈威 王晶
受保护的技术使用者：珠海市运泰利自动化设备有限公司
技术研发日：2023.02.15
技术公布日：2023/9/1