基于teds傳感器和矩陣開關(guān)技術(shù)的智能測試系統(tǒng)及測試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于TEDS傳感器和矩陣開關(guān)技術(shù)的智能測試系統(tǒng)及測試方法，所述測試系統(tǒng)的測試流程包括以下步驟：（一）讀取傳感器TEDS信息；（二）調(diào)理模塊組自動(dòng)配置；（三）采集通道的自動(dòng)切換；（四）傳感器數(shù)據(jù)的非線性校正；（五）數(shù)據(jù)解析。本發(fā)明檢測過程簡單，無需人工輸入傳感器信息，且無需人工更換調(diào)理模塊和切換測試通道，極大提高了檢測效率。本發(fā)明適用于經(jīng)過智能化改造后的傳感器輸出信號的自動(dòng)調(diào)理和自動(dòng)測試。
【專利說明】基于TEDS傳感器和矩陣開關(guān)技術(shù)的智能測試系統(tǒng)及測試 方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于自動(dòng)測試系統(tǒng)領(lǐng)域，涉及一種智能測試系統(tǒng)，具體地說是一種基于 TEDS傳感器和矩陣開關(guān)技術(shù)的智能測試系統(tǒng)，同時(shí)本發(fā)明還涉及基于傳感器TEDS信息對 上述系統(tǒng)傳感器數(shù)據(jù)的非線性校正技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)測試系統(tǒng)如圖1所示。包括：被測對象、傳感器、調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、基 于計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)及顯示平臺(tái)。傳感器負(fù)責(zé)將被測物理量轉(zhuǎn)換成更易于處理的電參量； 調(diào)理模塊負(fù)責(zé)將電信號轉(zhuǎn)換為滿足系統(tǒng)要求的電壓信號；數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)將模擬信號轉(zhuǎn) 換成能被計(jì)算機(jī)識(shí)別的離散的二進(jìn)制數(shù)字信號；基于計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)及顯示平臺(tái)負(fù)責(zé)將 采集到的數(shù)字信號進(jìn)行分析、處理和顯示。
[0003] 上述傳統(tǒng)測試系統(tǒng)的測試流程為： (1) 將傳感器直接或通過相應(yīng)的傳感器夾具安裝在被測對象上，進(jìn)行信號的測量； (2) 被測信號從傳感器傳出后，傳輸?shù)綄?yīng)的調(diào)理模塊組i中的調(diào)理模塊進(jìn)行信號的 調(diào)理(例如：信號類型的轉(zhuǎn)換、信號幅值的放大或縮小、濾波等）； (3) 將調(diào)理好的信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行模數(shù)變換，將模擬信號轉(zhuǎn)換為能被計(jì)算 機(jī)識(shí)別的離散的二進(jìn)制數(shù)據(jù)； (4) 基于計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)對二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，等處理完成后，通過基于計(jì) 算機(jī)的顯示平臺(tái)將測試結(jié)果再顯示給用戶。
[0004] 由于傳統(tǒng)測式系統(tǒng)中的傳感器為普通傳感器，普通傳感器與其傳統(tǒng)測試系統(tǒng)進(jìn)行 連接配置時(shí)，需要大量的人工參與才能完成對被測對象所產(chǎn)生信號的測試任務(wù)(例如傳感 器的布線、傳感器參數(shù)的輸入、調(diào)理模塊的配置等)，導(dǎo)致工作量大、工作繁瑣，且極容易出 現(xiàn)錯(cuò)誤。同時(shí)，在實(shí)際測試中，面對測試需求和傳感器的不同調(diào)理需求，為了獲取被檢測對 象產(chǎn)生的信號并將被測信號調(diào)理到數(shù)據(jù)采集模塊能夠接收的范圍內(nèi)，需要經(jīng)常更換傳感器 和相應(yīng)的調(diào)理模塊，而上述通道的布線，傳感器和調(diào)理模塊的更換、連接工作也是需要人工 完成的，在綜合測試過程中同樣會(huì)出現(xiàn)大量的連接任務(wù)，造成工作繁瑣且易出現(xiàn)人工誤操 作。
[0005] 此外，傳統(tǒng)的檢測系統(tǒng)中，由于儲(chǔ)能元件特性、轉(zhuǎn)換電路特性W及環(huán)境因素等原 因，傳感器的輸入和輸出存在誤差，為了保證測量精度，需要利用傳感器的近似線性段進(jìn)行 測量，在要求精度不高的情況下，可W將其誤差忽略，但在一些要求高的場合則必須采用精 度更高、線性范圍更大的傳感器進(jìn)行測量，否則就會(huì)引入較大的測量誤差。而在實(shí)際工程 測試中，大多數(shù)傳感器的輸出信號與真實(shí)值之間存在誤差，通過測量不能精確地反映被測 量，為了準(zhǔn)確的測量被測量，通常采用W下方法保證測量精度：采用線性范圍更大的傳感器 或者通過數(shù)據(jù)校正提高傳感器的測量精度。但是，更換線性范圍更大的傳感器會(huì)增加測試 成本，需要花費(fèi)大量的人力和物力而效果常常不理想；在數(shù)據(jù)校正方面，通過設(shè)計(jì)一個(gè)非線 性電路來彌補(bǔ)傳感器的輸出非線性，實(shí)現(xiàn)傳感器輸入輸出特性直線化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，是提供一種基于TEDS傳感器和矩陣開關(guān)技術(shù)的智能 測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠自動(dòng)識(shí)別TEDS傳感器的參數(shù)信息，無需人工輸入，省時(shí)省力，且該 系統(tǒng)能夠根據(jù)自動(dòng)識(shí)別的傳感器的TEDS信息自動(dòng)切換信號傳輸通道W及自動(dòng)建立校正模 型，省去人工反復(fù)更換的繁瑣操作，方便操作。
[0007] 本發(fā)明還提供了一種利用上述測試系統(tǒng)中傳感器TEDS信息對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行的 非線性校正方法。
[0008] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是： 一種基于TEDS傳感器和矩陣開關(guān)技術(shù)的智能測試系統(tǒng)，它包括調(diào)理模塊組、矩陣開關(guān) 模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊，所述調(diào)理模塊組與外部TEDS傳感器之間設(shè)有信號調(diào)理自 動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊，所述信號調(diào)理自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊設(shè)置有與外部TEDS傳感器數(shù) 量相同的列通道，W及與調(diào)理模塊組中的調(diào)理模塊數(shù)量相同的行通道，每一列通道的信號 輸入端對應(yīng)連接唯一的TEDS傳感器的測試信號輸出端，每一行通道信號輸出端連接唯一 對應(yīng)的調(diào)理模塊組中的調(diào)理模塊的信號輸入端； 調(diào)理模塊組與數(shù)據(jù)采集模塊之間設(shè)有信號采集自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊，所述信號采 集自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊設(shè)置有與調(diào)理模塊組中的調(diào)理模塊的數(shù)量相同的行通道，W及與 數(shù)據(jù)采集模塊通道數(shù)量相同的列通道，每一行通道的信號輸入端對應(yīng)連接唯一的調(diào)理模塊 組中各個(gè)調(diào)理模塊的信號輸出端，每一列通道的信號輸出端通過數(shù)據(jù)采集模塊連接控制模 塊； 所述控制模塊控制連接信號調(diào)理自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊、信號采集自動(dòng)配置矩陣開關(guān) 模塊，同時(shí)還通過TEDS矩陣開關(guān)自動(dòng)配置模塊連接外部TEDS傳感器的TEDS信息管腳。
[0009] 作為對本發(fā)明的限定：所述TEDS矩陣開關(guān)自動(dòng)配置模塊設(shè)置有與外部TEDS傳感 器數(shù)量相同的開關(guān)通道，每一開關(guān)通道將對應(yīng)的TEDS傳感器分別與控制模塊相連接。
[0010] 一種基于TEDS傳感器和矩陣開關(guān)技術(shù)的智能測試系統(tǒng)的測試方法，利用上述的 測試系統(tǒng)完成信號測試，所述測試方法包括W下步驟： (一） 讀取TEDS信息；通過上位機(jī)的TEDS信息讀寫程序，即控制模塊控制TEDS矩陣開 關(guān)自動(dòng)配置模塊的公共通道依次與復(fù)用開關(guān)通道接通，控制模塊控制依次讀取連接在TEDS 矩陣開關(guān)自動(dòng)配置模塊的復(fù)用開關(guān)通道上的傳感器的TEDS信息； (二） 調(diào)理模塊組自動(dòng)配置；控制模塊利用讀取的TEDS信息解析TEDS傳感器的調(diào)理信 息，并根據(jù)調(diào)理信息通過切換信號調(diào)理自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊通道，將TEDS傳感器檢測的 信號連接到相應(yīng)的調(diào)理模塊組中對應(yīng)的調(diào)理模塊進(jìn)行調(diào)理； (H)采集通道的自動(dòng)切換：調(diào)理后的信號在控制模塊的控制下通過信號采集自動(dòng)配置 矩陣開關(guān)模塊的相應(yīng)通道，數(shù)據(jù)采集模塊通過信號采集自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊采集相應(yīng)的 信息，并完成信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換； (四)數(shù)據(jù)的非線性校正；控制模塊通過讀取的TEDS信息，解析在TEDS信息中傳感器的 校正信息，然后將校正信息帶入到相應(yīng)的校正模型中，對TEDS傳感器測取的信號進(jìn)行非線 性校正，得到更為精確的測量值； (五)數(shù)據(jù)解析；控制模塊通過讀取的TEDS信息，解析存儲(chǔ)在TEDS信息中傳感器的靈敏 度、零點(diǎn)漂移等信息，對非線性校正中的動(dòng)態(tài)性能校正后的數(shù)字信號進(jìn)行運(yùn)算，最終將TEDS 傳感器輸出的測量值標(biāo)定到合理的工程單位。
[0011] 作為對上述方法的限定：所述步驟(五）之后還有步驟(六）信息后處理；控制模塊 將校正后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，并將結(jié)果進(jìn)行顯示，同時(shí)存儲(chǔ)。
[0012] 作為對上述方法的進(jìn)一步限定：所述步驟(一）中讀取到的TEDS傳感器的TEDS信 息包括基本TEDS信息和標(biāo)準(zhǔn)TEDS信息，所述基本TEDS信息包括TEDS傳感器的制造商、型 號、序列號等識(shí)別參數(shù)；標(biāo)準(zhǔn)TEDS信息包括識(shí)別參數(shù)、設(shè)備參數(shù)、標(biāo)定參數(shù)，W及應(yīng)用參數(shù)。
[0013] 作為對上述方法的另一種限定：所述步驟（四）中對數(shù)據(jù)的非線性校正包括傳感器 靜態(tài)性能的校正與傳感器動(dòng)態(tài)性能的校正。
[0014] 由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，所取得的技術(shù)進(jìn)步在于： (1) 本發(fā)明通過設(shè)置信號調(diào)理自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊，其檢測到TEDS傳感器采集到的 信息后，控制模塊能夠選通相應(yīng)的通道，將采集的信息傳送至相應(yīng)的調(diào)理模塊組中的調(diào)理 模塊進(jìn)行調(diào)理，之后控制模塊繼續(xù)控制信號采集自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊中的相應(yīng)通道，將 采集的數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，最終該數(shù)字信號傳遞給控制模塊進(jìn)行校正 等處理，因此，本發(fā)明只需將檢測系統(tǒng)接好線后就可W自動(dòng)測量，無需人工輸入傳感器的參 數(shù)信息，且無需人工切換測試通道和更換傳感器和調(diào)理模塊，避免了人工操作出現(xiàn)的差錯(cuò)， 同時(shí)有效提高了檢測效率； (2) 本發(fā)明應(yīng)用的TEDS傳感器在原有傳感器的基礎(chǔ)上只增加了一根TEDS引線，即在原 有傳感器的地線上并聯(lián)一個(gè)TEDS芯片即可，沒有改變傳感器的基本結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，且該 傳感器可W用作TEDS傳感器，還可W用作原來的傳感器進(jìn)行工作； (3) 本發(fā)明測試系統(tǒng)不僅可W用作TEDS傳感器的測試系統(tǒng)，同時(shí)還可W用作普通傳感 器的測試系統(tǒng)，應(yīng)用廣泛。
[0015] 綜上所述，本發(fā)明檢測過程簡單，無需人工輸入傳感器信息，且無需人工切換測試 通道和更換傳感器和調(diào)理模塊，極大提高了檢測效率。
[0016] 本發(fā)明適用于經(jīng)過智能化改造后的傳感器輸出信號進(jìn)行自動(dòng)調(diào)理和自動(dòng)測試。
[0017] 本發(fā)明下面將結(jié)合說明書附圖與具體實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)傳感器檢測系統(tǒng)的原理框圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中檢測系統(tǒng)的原理框圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例1中TEDS傳感器的電氣原理圖； 圖4a是本發(fā)明實(shí)施例1中TEDS矩陣開關(guān)自動(dòng)配置模塊的拓?fù)鋱D； 圖4b是本發(fā)明實(shí)施例1中信號調(diào)理自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊和信號采集自動(dòng)配置矩陣 開關(guān)模塊的拓?fù)鋱D； 圖5是本發(fā)明實(shí)施例2的流程圖； 圖6a是本發(fā)明實(shí)施例2中傳感器靜態(tài)性能校正時(shí)理想線性時(shí)傳感器靜態(tài)輸出曲線 圖； 圖6b是發(fā)明實(shí)施例2中傳感器靜態(tài)性能校正時(shí)無奇次非線性傳感器靜態(tài)輸出曲線 圖； 圖6c是本發(fā)明實(shí)施例2中傳感器靜態(tài)性能校正時(shí)無偶次非線性傳感器靜態(tài)輸出曲線 圖； 圖6d是本發(fā)明實(shí)施例2中傳感器靜態(tài)校正時(shí)一般情況下傳感器靜態(tài)輸出曲線圖； 圖7是本發(fā)明實(shí)施例2中傳感器性能靜態(tài)校正過程的原理圖； 圖8是本發(fā)明實(shí)施例2中給出實(shí)施例的校正范圍為H段時(shí)的折線圖； 圖9是本發(fā)明實(shí)施例2中傳感器靜態(tài)性能非線性校正的流程圖； 圖10是本發(fā)明實(shí)施例2中傳感器動(dòng)態(tài)性能非線性校正過程的原理圖； 圖11是本發(fā)明實(shí)施例2中給出其中一個(gè)實(shí)施例的傳感器動(dòng)態(tài)性能校正前與校正后的 曲線圖； 圖12是本發(fā)明實(shí)施例2中給出另一個(gè)實(shí)施例的傳感器動(dòng)態(tài)性能校正前與校正后的曲 線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 實(shí)施例一一種基于TEDS傳感器和矩陣開關(guān)技術(shù)的智能測試系統(tǒng) 本實(shí)施例為一種基于TEDS傳感器和矩陣開關(guān)技術(shù)的智能測試系統(tǒng)，如圖2所示，它包 括： (1)信號調(diào)理自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊，用于將外部TEDS傳感器采集到的信號傳送傳輸 到對應(yīng)的信號調(diào)理模塊。本實(shí)施例中的信號調(diào)理自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊如圖4b所示，其拓 撲結(jié)構(gòu)為aXM) XN，即共設(shè)置有L X M行、N列個(gè)開關(guān)通道，每一行與每一列交匯處為一 開關(guān)通道，且每一列通道（C。至C 中的通道)對應(yīng)唯一的外部TDES傳感器，即每一 TEDS傳 感器采集的信息只能通過唯一的列通道進(jìn)行傳遞；而每一行通道（r。至r axMh)中的通道） 對應(yīng)連接后續(xù)調(diào)理模塊組中唯一調(diào)理模塊。
[0020] 本實(shí)施例中，為了令外部每一 TEDS傳感器均能有對應(yīng)的開關(guān)通道，在信號調(diào)理自 動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊內(nèi)不僅設(shè)置的列數(shù)與外部TEDS傳感器的數(shù)量一致，而且將調(diào)理模塊 組的數(shù)目L也設(shè)置為與外部TEDS傳感器的數(shù)目相等。
[0021] (2)調(diào)理模塊組，所述調(diào)理模塊組的信號輸入端連接信號調(diào)理自動(dòng)配置矩陣開關(guān) 模塊的信號輸出端。
[0022] 本實(shí)施例中調(diào)理模塊組的數(shù)量與外部TEDS傳感器數(shù)量相同，且與信號調(diào)理自動(dòng) 配置矩陣開關(guān)模塊內(nèi)開關(guān)設(shè)置的行數(shù)和列數(shù)相同，即信號調(diào)理自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊中的 每一開關(guān)通道只能將唯一對應(yīng)的TEDS傳感器采集的信息通過該開關(guān)通道傳遞給唯一對應(yīng) 的調(diào)理模塊組進(jìn)行信號的調(diào)理工作。
[0023] (3)信號采集自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊，進(jìn)一步將調(diào)理模塊調(diào)理后的信號進(jìn)行傳輸。 本實(shí)施例中信號采集自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊如圖4b所示，與信號調(diào)理自動(dòng)配置矩陣開關(guān) 模塊相同，同樣設(shè)置有L X M行、N列個(gè)開關(guān)通道，每個(gè)開關(guān)通道同樣對應(yīng)唯一的調(diào)理模塊 組中的調(diào)理模塊，即經(jīng)過一個(gè)調(diào)理模塊組中的調(diào)理模塊調(diào)理后信號只能通過信號采集自動(dòng) 配置矩陣開關(guān)模塊中唯一對應(yīng)的開關(guān)通道進(jìn)行傳輸。
[0024] (4)數(shù)據(jù)采集模塊，用于將外部TEDS傳感器檢測到數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成可W識(shí)別的數(shù) 字信號。所述數(shù)據(jù)采集模塊的信號輸入端連接信號采集自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊的信號輸出 端，其信號輸出端連接后續(xù)對信號進(jìn)行校正、處理的控制模塊。
[0025] (5)TEDS矩陣開關(guān)自動(dòng)配置模塊，如圖4a所示，在控制模塊的控制下，自動(dòng)讀取 相應(yīng)TEDS傳感器的TEDS信息。本實(shí)施例中的TEDS矩陣開關(guān)自動(dòng)配置模塊中同樣設(shè)有與 TEDS傳感器數(shù)量相同的開關(guān)通道，每一 TEDS傳感器通過唯一對應(yīng)的TEDS開關(guān)通道與控制 模塊相連接。
[0026] 由于本實(shí)施例是對TEDS傳感器采集信息的處理，因此，所使用的TEDS傳感器在構(gòu) 造上與傳統(tǒng)的傳感器有所不同，而本實(shí)施例中所用的TEDS傳感器是在傳統(tǒng)傳感器的基礎(chǔ) 上進(jìn)行改造的，其結(jié)構(gòu)具體如圖3所示；傳統(tǒng)傳感器包括傳感器模塊，傳感器模塊的一端作 為傳感器整體的地線進(jìn)行接地，另一端通過放大器引出信號線，該信號線即為檢測外部信 號時(shí)所用到的檢測線，傳感器模塊的電源直接通過電源線與外部電源相連接。本實(shí)施例在 此基礎(chǔ)上增加了 TEDS引線，即傳感器模塊的地線并聯(lián)一 DS2433芯片，該芯片的一端與傳感 器模塊的地線相連，另一端直接作為TEDS引線，通過TEDS矩陣開關(guān)自動(dòng)配置模塊控制模 塊相連接。
[0027] 由于該TEDS傳感器與傳統(tǒng)的傳感器基本構(gòu)造相同，因此與傳統(tǒng)的傳感器具有充 分兼容性，即本實(shí)施例中TEDS傳感器的工作方式與傳統(tǒng)傳感器的工作方式是相同的，本實(shí) 施例的傳感器仍然可W當(dāng)做傳統(tǒng)的傳感器使用。
[0028] 而本實(shí)施例中所用的DS2433是對傳統(tǒng)傳感器進(jìn)行智能化改造，采用TEDS芯片設(shè) 計(jì)時(shí)選用Maxim公司生產(chǎn)的存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器采用PR-35封裝，首先本身體積小便于集成， 其次有較大的存儲(chǔ)空間，便于寫入傳感器更多自定義的信息。
[0029] 其中，DS2433芯片的自定義信息是根據(jù)IE邸1451. 4標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的TEDS信息。該 TEDS信息結(jié)構(gòu)極其緊湊，然而卻擁有足夠的靈活性與擴(kuò)展性，可W應(yīng)對范圍廣泛的傳感器 類型和要求。
[0030] 實(shí)施例二一種基于TEDS傳感器和矩陣開關(guān)技術(shù)的智能測試系統(tǒng)的測試方法 一種利用上述基于TEDS傳感器和矩陣開關(guān)技術(shù)的智能測試系統(tǒng)的測試方法，如圖5所 示包括W下步驟： (一)讀取TEDS信息；控制模塊通過TEDS矩陣開關(guān)自動(dòng)配置模塊的通道依次讀取、掃描 連接有被測對象的傳感器的TEDS信息。
[0031] 本實(shí)施例中傳感器的TEDS信息包括基本TEDS信息和標(biāo)準(zhǔn)TEDS信息，其中基本 TEDS信息包含著必要的傳感器識(shí)別信息，即識(shí)別參數(shù)，如生產(chǎn)廠家、序列號、版本號和數(shù)據(jù) 代碼。而標(biāo)準(zhǔn)TEDS信息包括包含傳感器專用的"數(shù)據(jù)表"信息，一般是正確配置電氣接口 并將測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為工程單位所需要的數(shù)據(jù)，例如：設(shè)備參數(shù)：如傳感器類型、靈敏度、零 點(diǎn)漂移、傳輸帶寬、單位和精度；標(biāo)定參數(shù)：如最后的標(biāo)定日期、校正系數(shù)；應(yīng)用參數(shù)：如通 道識(shí)別，通道分組，傳感器位置和方向。
[0032] 上述的TEDS信息均由控制模塊通過TEDS矩陣開關(guān)自動(dòng)配置模塊進(jìn)行讀取。
[0033] (二）調(diào)理模塊組自動(dòng)配置；控制模塊利用讀取的TEDS信息解析TEDS傳感器的調(diào) 理信息，并根據(jù)調(diào)理信息通過信號調(diào)理自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊通道，將TEDS傳感器檢測到 的模擬信號切換到相應(yīng)的調(diào)理模塊組進(jìn)行調(diào)理。
[0034] 由實(shí)施例一與圖4b可知信號調(diào)理自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊中對應(yīng)每一 TEDS傳感器 均設(shè)置有唯一的開關(guān)通道，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)W下原則實(shí)現(xiàn)，如圖4所示： ：Vl: = 'V (1) .V2s = P (2) = ;杞= y:，=Ixilf (3) 其中： Nit表示第一信號矩陣開關(guān)自動(dòng)配置模塊中行或者調(diào)理模塊的數(shù)目； Nis表示第一信號矩陣開關(guān)自動(dòng)配置模塊中列或者傳感器的數(shù)目； 表示第二信號矩陣開關(guān)自動(dòng)配置模塊中行或者調(diào)理模塊的數(shù)目； N,s表示第二信號矩陣開關(guān)自動(dòng)配置模塊中列或者通道的數(shù)目； M表示每個(gè)調(diào)理模塊組中調(diào)理模塊的數(shù)目； P表示采集通道的數(shù)目； N表示接入矩陣開關(guān)的傳感器的數(shù)目； L表示調(diào)理模塊組的數(shù)目； A表示調(diào)理模塊的總數(shù)目。
[003引（S)采集通道的自動(dòng)切換：調(diào)理后的信號在控制模塊的控制下通過信號采集自動(dòng) 配置矩陣開關(guān)模塊的相應(yīng)通道，數(shù)據(jù)采集模塊通過信號采集自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊采集相 應(yīng)的信息，并完成信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0036] 由于本實(shí)施例中的信號采集自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊與信號調(diào)理自動(dòng)配置矩陣開 關(guān)模塊結(jié)構(gòu)相同，因此，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則與上述信號調(diào)理自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊的 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則相同。
[0037] (四)數(shù)據(jù)的非線性校正；控制模塊通過讀取的TEDS信息，解析在TEDS信息中傳感 器的校正信息，然后將校正信息帶入到相應(yīng)的校正模型中，對TEDS傳感器測取的信號進(jìn)行 非線性校正。
[0038] 由于對數(shù)據(jù)的校正需要具體的校正方法實(shí)現(xiàn)，而不同的校正方法對系統(tǒng)和TEDS 傳感器的要求也不一樣，因此，需要選擇合適的校正方法對信號進(jìn)行校正才能得到相對精 確的采集數(shù)據(jù)。而選擇校正方法時(shí)需要著重考慮一下H個(gè)要素： ①所需的TEDS存儲(chǔ)空間的大小 一般傳統(tǒng)TEDS存儲(chǔ)空間都較小，例如，化B或2邸，而傳感器內(nèi)的TEDS內(nèi)存區(qū)還被分 成幾個(gè)域，每個(gè)域描述傳感器特征的不同方面，標(biāo)定TEDS只是其中的一個(gè)域。因此選擇 校正方法時(shí)，必須考慮所需的標(biāo)定TEDS存儲(chǔ)區(qū)的大小。
[0039] ②每次校正所需的運(yùn)算次數(shù) 由于系統(tǒng)控制平臺(tái)的運(yùn)算能力有限，而在其上需同時(shí)運(yùn)行操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集驅(qū)動(dòng)等 許多應(yīng)用程序，如果運(yùn)算次數(shù)太多，則造成較長的時(shí)延，影響測試系統(tǒng)的整體性能。因此， 選擇的校正方法運(yùn)算次數(shù)不能太多。
[0040] ③校正方法(函數(shù)）的擬合和標(biāo)定系統(tǒng)的噪聲所引起的不確定度0 m 由于校正函數(shù)存在數(shù)值計(jì)算誤差，標(biāo)定系統(tǒng)有隨機(jī)誤差，為了保證校正數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確 性，必須考慮校正方法所引起的不確定度，而不確定度可W通過估計(jì)擬合殘差的標(biāo)準(zhǔn)差來 得到。
[0041] 同時(shí)，不同類型的信號進(jìn)行采集的傳感器類型也不相同，因此對應(yīng)類型的信號只 能通過對應(yīng)類型的傳感器進(jìn)行信息采集，進(jìn)而，對于信息后續(xù)的非線性校正也存在差別。而 根據(jù)信號的分類基本分為靜態(tài)信號和動(dòng)態(tài)信號兩大類，因此，本實(shí)施例的控制模塊存儲(chǔ)有 兩種對信號的校正方式：傳感器靜態(tài)非線性校正與傳感器動(dòng)態(tài)非線性校正。本實(shí)施例就上 述兩種非線性校正分別設(shè)置了實(shí)施例。
[0042] 一、傳感器靜態(tài)非線性校正方法 當(dāng)只考慮傳感器的靜態(tài)特性時(shí)，傳感器的輸入與輸出有確定的數(shù)值關(guān)系，但關(guān)系式中 與時(shí)間變量無關(guān)，可W用函數(shù)式表示為r = /(.t) (4) 在靜態(tài)條件下，若不考慮遲滯和蠕變，式（4)的傳感器輸入與輸出的關(guān)系可W用一個(gè) 多項(xiàng)式代數(shù)方程表示，稱該個(gè)方程為傳感器的靜態(tài)特性數(shù)學(xué)模型，即

【權(quán)利要求】
1. 一種基于TEDS傳感器和矩陣開關(guān)技術(shù)的智能測試系統(tǒng)，包括調(diào)理模塊組、矩陣開關(guān) 模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊，其特征在于：所述調(diào)理模塊組與外部TEDS傳感器之間設(shè)有 信號調(diào)理自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊，所述信號調(diào)理自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊設(shè)置有與外部TEDS 傳感器數(shù)量相同的列通道，以及與調(diào)理模塊組中的調(diào)理模塊數(shù)量相同的行通道，每一列通 道的信號輸入端對應(yīng)連接唯一的TEDS傳感器的測試信號輸出端，每一行通道信號輸出端 連接唯一對應(yīng)的調(diào)理模塊組中的調(diào)理模塊的信號輸入端； 調(diào)理模塊組與數(shù)據(jù)采集模塊之間設(shè)有信號采集自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊，所述信號采集 自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊設(shè)置有與調(diào)理模塊組中的調(diào)理模塊數(shù)量相同的行通道，以及與數(shù)據(jù) 采集模塊通道數(shù)量相同的列通道，每一行通道的信號輸入端對應(yīng)連接唯一的調(diào)理模塊組中 各個(gè)調(diào)理模塊的信號輸出端，每一列通道的信號輸出端通過數(shù)據(jù)采集模塊連接控制模塊； 所述控制模塊控制連接信號調(diào)理自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊、信號采集自動(dòng)配置矩陣開關(guān) 模塊，同時(shí)還通過TEDS矩陣開關(guān)自動(dòng)配置模塊連接外部TEDS傳感器的TEDS信息管腳。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于TEDS傳感器和矩陣開關(guān)技術(shù)的智能測試系統(tǒng)，其特征在 于：所述TEDS矩陣開關(guān)自動(dòng)配置模塊設(shè)置有與外部TEDS傳感器數(shù)量相同的開關(guān)通道，通過 每一開關(guān)通道將對應(yīng)的TEDS傳感器分別與控制模塊相連接。
3. -種基于TEDS傳感器的智能測試系統(tǒng)的測試方法，其特征在于：利用權(quán)利要求1或 2的測試系統(tǒng)完成信號測試，所述測試方法包括以下步驟： (一） 讀取TEDS信息：通過上位機(jī)的TEDS信息讀寫程序，即控制模塊控制TEDS矩陣開 關(guān)自動(dòng)配置模塊的公共通道依次與復(fù)用開關(guān)通道接通，控制模塊依次讀取連接在TEDS矩 陣開關(guān)自動(dòng)配置模塊的復(fù)用開關(guān)通道上的傳感器的TEDS信息； (二） 調(diào)理模塊組自動(dòng)配置：控制模塊利用讀取的TEDS信息解析TEDS傳感器的調(diào)理信 息，并根據(jù)調(diào)理信息通過切換信號調(diào)理自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊通道，將TEDS傳感器檢測的 信號連接到相應(yīng)的調(diào)理模塊組中對應(yīng)的調(diào)理模塊進(jìn)行調(diào)理； (三） 采集通道的自動(dòng)切換：調(diào)理后的信號在控制模塊的控制下通過信號采集自動(dòng)配置 矩陣開關(guān)模塊的相應(yīng)通道，數(shù)據(jù)采集模塊通過信號采集自動(dòng)配置矩陣開關(guān)模塊采集相應(yīng)的 信息，并完成信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換； (四) 數(shù)據(jù)的非線性校正：控制模塊通過讀取的TEDS信息，解析在TEDS信息中傳感器的 校正信息，然后將校正信息帶入到相應(yīng)的校正模型中，對TEDS傳感器測取的信號進(jìn)行非線 性校正，得到更為精確的測量值； (五) 數(shù)據(jù)解析：控制模塊通過讀取的TEDS信息，解析存儲(chǔ)在TEDS信息中傳感器的靈敏 度、零點(diǎn)漂移等信息，對非線性校正中的動(dòng)態(tài)性能校正后的數(shù)字信號進(jìn)行運(yùn)算，最終將TEDS 傳感器輸出的測量值標(biāo)定到合理的工程單位。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于TEDS傳感器和矩陣開關(guān)技術(shù)的智能測試系統(tǒng)的測試方 法，其特征在于：所述步驟(五)之后還有步驟(六)信息后處理：控制模塊將校正后的數(shù)據(jù)進(jìn) 行分析、處理，并將結(jié)果進(jìn)行顯示，同時(shí)存儲(chǔ)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的基于TEDS傳感器和矩陣開關(guān)技術(shù)的智能測試系統(tǒng)的測 試方法，其特征在于：所述步驟(一）中讀取到的TEDS傳感器的TEDS信息包括基本TEDS信 息和標(biāo)準(zhǔn)TEDS信息，所述基本TEDS信息包括TEDS傳感器的制造商、型號、序列號等識(shí)別參 數(shù)；標(biāo)準(zhǔn)TEDS信息包括識(shí)別參數(shù)、設(shè)備參數(shù)、標(biāo)定參數(shù)，以及應(yīng)用參數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的基于TEDS傳感器和矩陣開關(guān)技術(shù)的智能測試系統(tǒng)，其特 征在于：所述步驟（四）中對數(shù)據(jù)的非線性校正包括傳感器靜態(tài)性能的校正與傳感器動(dòng)態(tài)性 能的校正。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于TEDS傳感器和矩陣開關(guān)技術(shù)的智能測試系統(tǒng)，其特征在 于：所述步驟（四）中對數(shù)據(jù)的非線性校正包括傳感器靜態(tài)性能的校正與傳感器動(dòng)態(tài)性能的 校正。
【文檔編號】G01D3/028GK104501854SQ201410733474
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】鄧士杰, 唐力偉, 于貴波, 丁超, 蘇續(xù)軍, 張禮學(xué), 張林銳 申請人:中國人民解放軍軍械工程學(xué)院