[實用新型]一種用于數據采集器校準的多路程控開關

有效

• 申請號: 201220627633.1
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN203054052U
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 許興明;劉國偉;張擘
• 申請（專利權）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: G01R15/12
• 分類號: G01R15/12;G01R35/00
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張文祎

技術領域

本實用新型涉及一種多路程控開關，特別是涉及一種用于數據采集器校準的多路程控開關。

背景技術

數據采集器是一種多功能數據采集設備，目前正朝著小型化、智能化方向發展，多帶主機，可配置不同類型的數據采集卡，完成多種功能的數據采集。數據采集器采集信號的實質是通過不同的傳感器將相應的測量信號轉為電信號，或者是直接實現對電信號的測量。因此數據采集器電壓、電流、電阻等基本電信號指標的變化,反映了采集數據的準確性，必須定期校準。

現在對于這些智能型數據采集器的校準多采用手動和半自動的校準方式。拆卸式的手動校準方式受數據采集器采集通道路數較多、功能復雜的影響，操作時間長、勞動量大，很難滿足科研生產的應用需求。而半自動的校準方式多是結合現有程控開關，進行自動校準。

目前市場上那個用于校準的程控開關有很多，主要有矩陣開關、多路復用開關和掃描開關。

矩陣開關可以將任一輸入連接到任一輸出端上，這種結構能使復雜連線達到最小化，并能簡化被測設備的接口，使用非常靈活性。但對于測試系統開關而言，矩陣開關配置需要的繼電器數量至少應等于輸入數乘以輸出數，因此也是實現測試系統開關設計最昂貴的方法。此外矩陣開關的拓撲結構存在一些不足,包括安全性、成本和信號完整性，同時中受矩陣配置中開關物理密度的影響,開關的電壓和電流量也會受到限制。

多路復用開關在測試過程中用于連接一臺儀器到多個待測點或者多臺儀器測試一個待測點。通過這一信號開關配置，一次只有一個信號被接到測量裝置。開關是先斷后通（在新輸入連接前，輸入斷開）的。為了擴展開關系統的能力，多路復用開關常與矩陣型或其他結構的開關組合使用，可提供額外的隔離度，減少通道間的串擾，或者組成特殊結構的開關系統。這種配置的主要好處是經濟。

掃描開關是一種特殊的多路復用器，這種開關卡可以順序或連續地接通信號，并具有跳過某些信號通道的接通功能。掃描開關和多路復用開關一樣，更方便用于單數據采集器某項功能的校準，同時受本身結構的影響，其過壓和過流能力也受到限制。

數據采集器的校準涉及到電壓、電流、四線電阻和兩線電阻的校準，校準數據采集器所用的多功能源，在不同功能輸出時，需要連接不同的輸出端口。受開關和校準源輸出端口結構的影響，用現有的程控開關校準數據采集器，除了電壓、電流的測量范圍較受限外，如果不采取手動方式進行功能切換的話，不可能完成多個功能的全自動校準。

發明內容

為解決以上不足，本實用新型設計出一種專多路數據采集器校準的用的程控開關，與以往各類程控開關不同的是，在開關面板上設計了與多功能校準源輸出端相對應的五個輸入端，進行校準測試時只需把校準源的輸出端口與程控開關的輸入端口直接連接，校準過程中無需換線就可實現各個功能的全部校準。

該開關以USB的I/O卡為主控單元，通過對繼電器陳列的選擇控制，來實現通路的切換以及功能的選擇，真正解決了多路數據采集器的全自動校準問題。

該開關選用單繞組閉鎖型雙路固態繼電器，用一個繼電器同時控制一路信號的高低端，繼電器具有較寬的過電壓電流能力，電壓能力達1000V,電流能力達5A,克服了以往多路程控開關無法輸入大電壓、大電流信號的不足。采用復用結構的設計，可以實現四線電阻功能的測量，有效提高了電阻測量的準確度。

本實用新型的目的通過以下技術方案來實現：

一種用于數據采集器校準的多路程控開關，該多路程控開關包括：控制單元、繼電器驅動電路、輸入端口、繼電器陣列和輸出端子，所述的控制機依次經I/O卡、繼電器驅動電路、輸入端口、繼電器陣列連接至輸出端子。

所述控制單元包括USB接口和USB總線控制的I/O卡。

所述的繼電器陣列包括電壓、電阻測量用繼電器陣列和電流測量用繼電器陣列。

所述輸入端口與繼電器陣列之間還連接有轉換繼電器，該轉換繼電器一端分別與輸入端口的高、低端連接，另一端與一路繼電器陣列連接。

本實用新型的優點在于：