高精度交直流电流校准源研制

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1、航空学报高精度交直流电流校准源研制张自长，朱自科，曾舒帆（云南省计量测试技术研究院，云南昆明650228）摘要：为满足交直流电流表量传/溯源的需要，研制一种源表一体化的高精度、大功率、宽频响的交直流电流校准源。本文介绍了各部分电路的原理及特点，通过合理配置各部分电源以实现所要求的技术指标。关键词：反馈；直流电流比较仪；稳定度中图分类号：文献标示码：文章编号：Thedevelopmentofhigh-precisionAC-DCcurrentcalibrationsourceZHANGZi-chang,ZHUZ

2、i-ke,ZENGShu-fan(YunnanTechnologicalResearchInstituteofMetrology&Measurement,Kunming650228,Yunnan,China)Abstract:ItistodeveloptheAC-DCcurrentcalibrationsourceofhigh-precision,high-powerandbroadbandfrequencyresponse,thatisunificationofthesourceandstandardins

3、trument,inordertosatisfytheneedofthetraceabilityandvalueofaquantitytransferofAC-DCamperemeter.Thispaperintroducesthevariouspartsoftheprincipleandcharacteristicsofthecircuit,throughtherationalallocationofthevariouspartsofthepowertoachievetherequiredtechnical

4、specifications.Keywords:Feddback;DCCurrentComparator;Stability第期文章题目30引言电流量值作为电能源的一个重要参数、电学计量的基本量，广泛应用于电镀、电冶、电机制造及检修、电池电气机车、航空甚至航天等领域。交直流电流量值从几安、几十安至几百安、几千安甚至上万安培。对这些交直流电流值的准确计量，直接关系到系统运行效果，关系到产品质量，甚至关系到整个系统工程的成败。因此，对这些仪表的计量性能进行量传/溯源是非常重要和必要的。随着测量原理不断突破，随着材

5、料科学和芯片技术的发展，随着对交直流大电流直接测量并不断提高精度的要求日益迫切，交直流测量技术也飞跃发展，10A以上大电流测量仪表已广泛应用于各行业，精度到0.2级、0.1级，甚至到0.05级也不鲜见。社会经济发展，测量仪表技术进步，对电流量值传递标准的量值范围、准确度、可靠性、快速性也提出了更高要求。我国省市级、大中型企业及国防工业的电流量传/溯源标准大量使用的是六十年代的XF型装置和进口的FLUKE等标准源和数字仪表。这些装置和仪表的共同点是：电流量程小、交流参量及扩展频率后的测量精度低，已不能满足国民经

6、济、国防事业和仪表技术发展的需要。因此，研制10A以上大电流、高精度量传/溯源标准装置是非常有意义的。1目的及技术指标要求本文介绍的目的是，研制一种新型高精度（0.01级）、高稳定度（优于0.005%/分钟）、大电流（50A输出）、可变频（45Hz～1kHz）的交直流电流校准源。集高稳定信号输出、高精度测量系统及RS232通讯接口于一体的精密电源仪器。1.1校准源具备的功能（1）具有校验仪功能，能输出/测量源0～50A交直流电流，校验各型（0.02级以下）交直流电流表；（2）具有面板编程和上位机程控管理软件平

7、台，实现功能、档位转换，程控操作、半自动校验和数据传输、存储、管理等；（3）具有稳定度、频率自测/显示功能。1.2校准源达到的技术指标（1）输出/测量范围：0～50A，分0.2A、1A、5A、10A、20A、50A六档，可连续可调；（2）输出稳定度（额定值时）优于0.005%/分钟；（3）直流信号的交流纹波≤1%；（4）交流信号失真度≤0.5%；第期文章题目3（5）输出信号频率范围：45Hz～1kHz；（6）测量显示精度：直流优于0.01%；交流45Hz～65Hz优于0.01%，65Hz～1kHz优于0.05

8、%；（7）频率测量显示：45Hz～1kHz精度0.01%。2整机技术方案交直流电流校准源主要由可调直流基准电压信号、交流数字合成波形、交直流反馈控制、功率放大、测量/显示、数字调频、调幅、量限功能切换、控制电源等部分组成。原理框图如图1：图1整机原理框图交直流电流输出的稳定性及高精度准确测量是研制本装置的重点和难点，主要环节电路的技术关键是：①保证输出电流值稳定的交直流反馈电路；②保证测量精度优于0