电池电压与电流测量校准

飞控中的电池电压、电流和剩余容量是测量结果，不是电池标签的复制。错误的比例、传感器范围或测量位置，会让低电量告警、返航和日志判断全部失真。

图中电压采样并联在被测节点，电流传感器串联在全部负载分支之前；实际飞行器必须按竣工电源树确认。

先画清测量边界

从竣工电源树确认：

• 电压采样点位于哪里；
• 电流传感器位于哪些负载之前；
• 飞控、图传和外设电流是否被计入；
• 是否存在多个电池或电源模块；
• 模拟量、数字电源模块或电子调速器遥测由谁提供；
• 传感器耐压、载流、量程和精度；
• 飞控使用哪个实例作为主要电池。

若电流传感器只位于电子调速器支路，飞控、图传和其他稳压支路的耗电可能不计入。界面显示“总电流”不能覆盖错误拓扑。

操作能力边界

本篇把操作分为两级：

零基础读者可执行

• 在04限流通电已经通过的测试点测量直流电压；
• 使用参考电压与飞控显示值比较；
• 读取飞控电流零点和静态值；
• 记录电池节数、阈值和测量来源；
• 不改变主动力回路，不把万用表串入主电流路径。

需要电气测试能力和专用设备

• 串联接入电流表、分流器或功率分析仪；
• 使用电子负载建立多电流点；
• 校准额定工作区电流；
• 测量主动力回路压降和温升；
• 执行装桨推进系统台架试验。

读者不能画出实际接线、不能确认仪表量程或没有额定连接器与防护设施时，在此停止，把电流项目标为未测试并交给电气/动力台架负责人。不得为了填满表格临时串接万用表。

校准仪表

使用：

• 在有效校准周期内或经参考源核验的数字万用表；
• 满足目标电压类别和量程的表笔；
• 有防滑移保护的测试点；
• 对电流校准，使用合适的电子负载、功率分析仪或串联测量设备；
• 必要时使用四线测量或远端采样区分导线压降。

万用表电流挡必须串联，不能并联跨接电源轨。高电流测量需要额定分流器、钳形传感器或专用功率分析仪，不能把普通表笔串入超量程主动力回路。

电压校准

万用表接线前检查

1. 螺旋桨未安装；
2. 万用表黑表笔插入COM，红表笔插入VΩ；
3. 选择直流电压挡，量程高于预期最高电压；
4. 对已知参考源短暂测量，确认极性和显示正常；
5. 电源输出关闭，先把黑表笔固定到电压采样使用的参考地（GND），再把红表笔固定到与飞控电压采样对应的正极测试点；
6. 表笔和夹具不会滑入相邻焊盘；
7. 按04限流通电程序开启输出；
8. 只读取电压，不在带电时移动或换挡；
9. 关闭输出、确认放电后再拆表笔。

出现负号表示表笔极性与记录相反，应关闭输出后核对；不要在带电密集焊盘上交换手持表笔。

1. 定义比较点

飞控显示值必须与同一电气节点的参考测量比较。电源端、电池插头、飞控输入和分压采样点之间存在导线、连接器、保护器件和铜箔压降。

2. 选择测试点

至少使用两个位于设计工作范围内的电压点，条件允许时使用低、中、高三个点。单点校准只能修正比例，无法识别明显非线性。

不要从零缓慢升压，除非所有连接设备允许。按04专题的受控上电方法切换工作点。

3. 记录

测试点	参考仪表	飞控原始值	飞控显示值	误差	稳定时间	供电状态
低	待填	待填	待填	待填	待填	待填
中	待填	待填	待填	待填	待填	待填
高	待填	待填	待填	待填	待填	待填

4. 计算比例

若平台使用线性比例：

新比例 = 旧比例 × 参考电压 ÷ 飞控显示电压

这只是常见形式。实际平台还可能有分压比、乘数、偏置、ADC参考和数字传感器配置。必须按当前版本参数定义操作。

修改后重新测量全部测试点，不以“计算结果正确”代替回读。

电流校准

零点

在平台和传感器允许的无负载状态下观察零点：

• 记录飞控、电调和外设的静态电流是否包含在测量路径中；
• 不能把整机静态耗电强行调成零；
• 若传感器支持零偏参数，先区分真实静态电流和零点误差。

多负载点

使用受控负载建立至少两个非零工作点：

负载点	参考电流	飞控显示	误差	电压	持续时间	温度
静态	待填	待填	待填	待填	待填	待填
中负载	待填	待填	待填	待填	待填	待填
较高负载	待填	待填	待填	待填	待填	待填

电流传感器校准负载必须位于传感器的实际测量路径内。接在旁路上的电子负载无法校准该传感器。

不用自由旋转的整机电机当校准负载

空载电机电流很低且变化快，不能代表推进系统工作区。安装螺旋桨后在桌面上拉油门更不可接受。

主动力电流校准和额定负载验证应使用：

• 有防护的电机/推进器测功台；
• 额定电压、电流和机械载荷；
• 远程控制和急停；
• 防护罩与碎片边界；
• 独立转速、推力、电压、电流和温度测量；
• 明确的最大持续时间和停止条件。

若没有该设施，本专题只能完成低风险测量链校准，额定区间精度和主回路带载门禁保持未通过。

累计容量

电流积分得到消耗容量：

消耗电量（mAh） = 电流（A）× 时间（h）× 1000

用已知稳定负载运行一段时间，比较：

• 参考电流积分；
• 飞控累计消耗；
• 测试持续时间；
• 起止电压；
• 传感器采样和日志缺口。

电池充电器回充容量受充电效率、截止条件、静置时间和仪表算法影响，只能作为交叉参考，不是电流传感器的唯一校准标准。

电池节数

自动识别节数依赖总电压和阈值。电池处于低电量或非标准电压时可能误判。

记录：

• 化学体系；
• 串联节数；
• 标称电压；
• 满充电压；
• 当前实测总电压；
• 每节电压；
• 平台识别节数；
• 固定或自动识别设置。

节数识别错误会让每节电压、剩余容量和安全阈值全部错误。

低电量阈值不是一个通用数字

阈值应结合：

• 电池化学体系；
• 单体制造商边界；
• 负载下压降；
• 预计返航或降落能量；
• 电池老化和温度；
• 电压测量误差；
• 容量估算误差；
• 任务场地和安全动作。

应满足：

警告阈值 > 严重阈值 > 紧急阈值

并保证更高严重度发生在剩余能量更少的位置。具体平台可能用百分比、电压、容量或剩余飞行时间表达，不能只比较数字大小。

电压压降与测量误差

负载下：

V_drop = I × R_path

飞控显示电压比电池端低，可能来自：

• 正常线路压降；
• 接头或焊点异常电阻；
• 保护器件压降；
• 采样点位置；
• 传感器比例误差；
• 仪表测量点不同。

先在相同节点比较，再判断是否校准。不能用软件比例把真实线路压降“校正掉”。

多电池和冗余供电

分别确认：

• 每个电池实例对应哪个物理电源；
• 哪个实例负责解锁检查和失效保护；
• 两个电压源是否允许并联；
• 剩余容量是否相加；
• 主电源丢失后备用电源是否只维持航电；
• 失效动作基于哪个测量。

备用电源能让飞控继续运行，不代表动力仍可用。

四个平台

Betaflight

核对电压和电流计来源、比例、偏置、节数与告警。电子调速器遥测、模拟ADC和其他来源不能在未确认时混用。

INAV

除电压电流外，导航和返航功能依赖正确的电池状态。按9.1.0电池文档核对监视器、容量和阈值。

ArduPilot

选择与实际电源模块匹配的Battery Monitor类型，校准电压、电流和容量参数，并确认多个监视器实例的角色。

PX4

PX4 v1.17的Battery Estimation Tuning依赖正确电源模块和测量参数。低电量安全动作另在Safety配置中验证。

本篇放行条件

• 电压与电流测量边界已画清；
• 参考仪表和量程适合；
• 电压经过至少两个测试点复测；
• 电流零点与真实静态负载已区分；
• 电流经过受控负载点校准；
• 累计容量经过时间积分检查；
• 电池体系、节数和满充电压正确；
• 警告、严重和紧急阈值顺序正确；
• 多电池实例和安全动作来源明确；
• 未用软件比例掩盖线路压降；
• 额定载荷未覆盖时，相关门禁保持未通过；
• 螺旋桨仍未安装。

检查理解

1. 为什么飞控显示值必须和同一节点的仪表值比较？
2. 电流传感器在动力支路之后时，会漏掉哪些负载？
3. 为什么不能把整机静态电流校准为零？
4. 回充容量为什么不能作为唯一校准标准？
5. 软件比例为什么不能用于掩盖连接器压降？

主要参考

• PX4 v1.17电池配置
• PX4 v1.17安全配置
• ArduPilot电池监视器
• INAV 9.1 Battery文档
• Fluke数字万用表端口与挡位