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仪器校准自动测试系统校准分析

2019-01-18 17:20:40 admin 6594

1、仪器校准周期的确定

自检校准涵盖测试设备自检和测量谈通道校准等内容。以某型号电台自动测试系统为例,如图1 所示。

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根据这种ATS 测试系统结构特点,先对模块按信号特征进行分类,根据精度高低进行排序,参考标准为等级最高的量值,等级高的仪器校准等级低的仪器,实现全部测量的溯源。图1 中,示波器、数字万用表、频谱分析仪处于计量链最高端,万用表、示波器分别通过输出电压、频率对D/A模块通道进行计量校准,与此同时,通过输出电压、波形对任意波形发生器计量,频谱分析仪通过输出频率对波形发生器进行仪器校准,数字多用表通过电压、频率、电压稳定度编程对交流电源校准,利用电压及其稳定度对编程直流电源进行检定。

2、仪器校准分析与处理

仪器校准操作完成后,需要对获得仪器校准的数据进行分析,并对误差超出范围的校准数据进行补偿处理。当下,自动测试系统多采用插值法、逼近法、相邻频率点直线拟合法、多项式拟合等方法。

仍以某个电台ATS 系统PXI 型信号源的输出通道为例,根据图1 校准链,使用频谱分析仪进行校准后获得的校准数据如表1 所示。

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表1 通道校准数据

分别使用相邻频率点直线拟合、多项式拟合和分段三次Hermite 插值方法计算补偿数据,如图2 所示。

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图2 数据仿真处理曲线

仿真曲线表明,多项式拟合的曲线和分段三次Hermite 插值法得到的曲线光滑,而相邻频率点直线拟合曲线粗糙,准确度较差。在300MHz,2000MHz 频率段内,多项式拟合曲线差异偏大,在[300MHz,2000MHz]区间内频率段,多项式拟合和分段三次Hermite 插值曲线相似度较高。

目前,ATS 测试系统设计越来月复杂,内部结构设计完善。利用测试软件在校准操作中采用Hermite 插值等方法进行数据补偿,效果明显。对于测试系统寿命较长,测试数据较多,可运用威布尔可靠性模型法,对于预置的测量可靠性指标确定最佳的校准周期,可有效优化、延长测试系统的校准周期。