电学参数缓变率测试系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于一种自动化电学参数测量软件，尤其涉及一种电学参数缓变率测试系 统及方法。
【背景技术】
[0002] 目前对电学参数缓变率的测试一般都采用长图记录仪绘图记录或采用人工记录 的方式进行测试，测量精度低，测量间隔时间不确定度较大。
【发明内容】
[0003] 为了解决【背景技术】中所存在的技术问题，本发明提出了一种电学参数缓变率测试 系统及方法，解决现有测试方法存在的测量间隔时间及测量数据精度较低，测量过程对测 量人员依赖度较高的问题。提高测量精度及效率。
[0004] 本发明的技术解决方案是：电学参数缓变率测试系统，其特殊之处在于:所述测试 系统包括数据采集模块、数据处理模块以及主控模块;所述数据采集模块与主控模块之间 通过数据流交互;所述数据处理模块与主控模块之间通过数据流交互;所述数据采集模块 包括 USB、RS-232、GPIB 数据接口。
[0005] 上述数据处理模块对采集到的数据集合进行分析处理，评估其缓变率等参数是否 满足要求。
[0006] 上述测试系统还包括报告输出模块，所述报告输出模块与主控模块连接。
[0007] 电学参数缓变率测试方法，其特殊之处在于:所述方法包括以下步骤：
[0008] 1)设曲线S1为待测原始数据；
[0009] 2)待测原始数据经过数据采集器采集，离散为一组数据点；
[0010] 3)设置长度为η的队列，采用"先进先出"的数据流动方式，具体来说，就是建立数 据队列，并对队列内的数据求平均值，获得一组长度与原数据列等长的滤波结果数据列
[0011] 4)通过算法考核数据结果的波动性，若超过设定值，则增加队列长度，重复步骤 3)，指导队列长度超过设定上限的值，或滤波结果符合数据波动要求，此时队列长度即为衡 量数据质量的量化数据；
[0012] 5)若队列长度达到设定上限的值时，数据仍不符合波动性要求时，则进行波动性 超标报警;否则输出滤波后数据并用队列长度反映原数据的数据波动情况。
[0013] 上述步骤4)中通过算法考核数据结果的波动性具体方法是： 行判断(S为滤波结果，a为单个采集数据，i为滤波器长度，η为当前数据）；
[0014] 4.1)设置i为10,并对5"进行判断，若波动超过设定值时，将i进行加1操作，即将滤 波队列变为11;设定值采用对被测系统的数据正常波动及有效数数值的综合预估的方式确 定，具体公式为y = 1.5*M/N式中y为设定值，Μ为读数数值，N为正常的读数波动值；
[0015] 4.2)再次进行上述判断，SPSn设定为11后是否满足输出条件，若数据波动量符合 设定值，则向后极输出数据；
[0016] 4.3)若仍不满足设定条件，则进一步增加队列长度，直到队列长度超过设定值，则 对后极输出报警信号，指示数据波动过大，无法达到设计要求;并对既有数据做丢弃处理。 [0017]本发明的优点是：
[0018] 1)创新性的设计出具有多种数据接口驱动能力数据采集模块，能够完成多种常见 仪器的数据自动读取与仪器控制，可应用于多种计算机数采软件中。
[0019] 2)采用变长队列数据滤波算法，在获得良好的数字滤波效果的同时，还能够定量 的衡量数据的波动情况。
[0020] 本系统已应用于现场缓变率测量工作中，经测试，较原有的测量手段相比，测量精 度及测量结果输出可读性均大幅优于原有测试手段。该系统可推广至其它电学参数长时间 记录场合，具有广阔应用前景。
【附图说明】
[0021 ]图1是本发明的系统框图；
[0022]图2是本发明的数据处理模块处理数据示意图；
[0023]图3是本发明的滤波算法流程图；
【具体实施方式】
[0024]本系统能够完成数据的自动采集，其软件具有特别设计的多接口数据采集模块， 支持USB，RS-232,GPIB等数据接口，具有Agilent 34401A，Fluke 8846A等多型仪器驱动能 力，能够自动完成数据采集与仪器控制。并能输出多种格式的报告，参见图1。
[0025]其中数据采集模块能够以多种接口连接多种外设测量仪器，具有较强的通用性， 该模块代码为本系统核心技术点之一。
[0026]数据处理模块，负责对采集到的数据集合进行分析处理，评估其缓变率等参数是 否满足要求。该模块代码为本系统另一个核心技术点。
[0027] 数据处理模块为排除异常数据干扰，采用长度可变队列滤波方式，根据数据受干 扰的严重情况，自动调节队列长度，对滤波结果和队列长度进行检测，具体量化数据质量。 并滤除无用杂波影响。数据处理模块处理方式参见图2,该部分代码为本系统核心技术之 〇
[0028] 曲线S1为待测原始数据，可以是电压或电流等电学参数，经过数据采集器采集，离 散为一组数据点，设置长度为η的队列，采用"先进先出"的数据流动方式，并对队列内的数 据求平均值，获得一组长度与原数据列等长的滤波结果数据列。通过算法考核数据结果的 波动性，若超过设定值，则增加队列长度，重复上述过程，指导队列长度超过设定上限的值， 或滤波结果符合数据波动要求，此时的队列长度即为衡量数据质量的量化数据，参见图3;
[0029] 当队列长度达到上限时，数据仍不符合波动性要求时，则进行波动性超标报警。否 则输出滤波后数据并用队列长度反映原数据的数据波动情况。
[0030] 可变队列滤波算法具体描述如下：
[0031]
(S为滤波结果，a为单个采集数据，i为滤波器长度，η为当前数据）
[0032]开始时设置i为10,并对5"进行判断，若波动超过设定值(如5%)时，将i进行加1操 作，即将滤波队列变为11，并再次进行上述判断，若数据波动量符合设定值，则向后极输出 数据，若仍不满足设定条件，则进一步增加队列长度，直到队列长度超过设定值(例如25)， 则对后极输出报警信号，指示数据波动过大，无法达到设计要求。并对既有数据做丢弃处 理。
【主权项】
1. 电学参数缓变率测试系统，其特征在于:所述测试系统包括数据采集模块、数据处理 模块W及主控模块;所述数据采集模块与主控模块之间通过数据流交互;所述数据处理模 块与主控模块之间通过数据流交互;所述数据采集模块包括USB、RS-232、GPIB数据接口。2. 根据权利要求1所述的电学参数缓变率测试系统，其特征在于:所述数据处理模块对 采集到的数据集合进行分析处理，评估其缓变率等参数是否满足要求。3. 根据权利要求2所述的电学参数缓变率测试系统，其特征在于:所述测试系统还包括 报告输出模块，所述报告输出模块与主控模块连接。4. 电学参数缓变率测试方法，其特征在于:所述方法包括W下步骤： 1) 设曲线S1为待测原始数据； 2) 待测原始数据经过数据采集器采集，离散为一组数据点； 3) 设置长度为η的队列，采用"先进先出"的数据流动方式，具体来说，就是建立数据队 列，并对队列内的数据求平均值，获得一组长度与原数据列等长的滤波结果数据列； 4) 通过算法考核数据结果的波动性，若超过设定值，则增加队列长度，重复步骤3)，指 导队列长度超过设定上限的值，或滤波结果符合数据波动要求，此时队列长度即为衡量数 据质量的量化数据； 5) 若队列长度达到设定上限的值时，数据仍不符合波动性要求时，则进行波动性超标 报警;否则输出滤波后数据并用队列长度反映原数据的数据波动情况。5. 根据权利要求4所述的电学参数缓变率测试方法，其特征在于:所述步骤4)中通过算 法考核数据结果的波动性具体方法是:根据进行判断；S为滤波结果，a为单个 采集数据，i为滤波器长度，η为当前数据； 4.1) 设置i为10,并对Sn进行判断，若波动超过设定值时，将i进行加1操作，即将滤波队 列变为11;设定值采用对被测系统的数据正常波动及有效数数值的综合预估的方式确定， 具体公式为y = 1.5*M/N式中y为设定值，Μ为读数数值，N为正常的读数波动值； 4.2) 再次进行上述判断，即Sn设定为11后是否满足输出条件，若数据波动量符合设定 值，则向后极输出数据； 4.3) 若仍不满足设定条件，则进一步增加队列长度，直到队列长度超过设定值，则对后 极输出报警信号，指示数据波动过大，无法达到设计要求;并对既有数据做丢弃处理。
【专利摘要】本发明提出了电学参数缓变率测试系统，测试系统包括数据采集模块、数据处理模块以及主控模块；数据采集模块与主控模块之间通过数据流交互；数据处理模块与主控模块之间通过数据流交互；数据采集模块包括USB、RS—232、GPIB数据接口。本发明一种电学参数缓变率测试系统及方法，解决现有测试方法存在的测量间隔时间及测量数据精度较低，测量过程对测量人员依赖度较高的问题。提高测量精度及效率。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN105548748
【申请号】CN201510895156
【发明人】李琳, 周宇涛, 项阳
【申请人】西安航空动力控制科技有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月7日