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1、摇2013年12月宇航计测技术Dec.,2013第33卷摇第6期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVol.33,No.6試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試文章编号:1000-7202(2013)06-0066-05摇摇摇摇中图分类号:TM933.13摇摇文献标识码:A交流阻抗测量系统中交流小电流测量方法焦海妮摇王摇斌(北京东方计量测试研究所,北京100086)摇摇摘摇要摇交流小电流测量是交流阻抗测量的关键技术之一。分析了交流小电流测量对交流阻抗测量的影响,提出
2、采用数字相敏检波原理测量交流小电流的方法,利用互相关技术有效克服放大器噪声对交流小电流测量的影响,完成了交流阻抗测量的预期功能,达到了预期的效果。摇摇关键词摇交流测量摇小电流摇阻抗摇相敏检波摇微弱信号检测WeakACCurrentMeasurementofACImpedanceMeasurementSystemJIAOHai鄄ni摇WANGBin(BeijingOrientInstituteforMeasurement&Test,Beijing100086)摇摇Abstract摇ACweakcurrentmeasurementisoneofthekeytechnolog
3、iesinACimpedancemeasure鄄ment.EffectoftheACweakcurrentmeasurementtoACimpedancemeasurementisanalyzed,themethodofusingPhaseSensitiveDetector(PSD)tomeasuretheACweakcurrentisputforwarded,usingcross鄄correlationtechniquetheamplifiernoiseinfluencetoACcurrentmeasurementisconquered,theex鄄pectedfun
4、ctionofACimpedancemeasurementsystemisdoneandthedesiredaccuracyisachieved.摇摇Keywords摇ACmeasurement摇Microcurrent摇Impedance摇Phasesensitivedetector摇Weak鄄sig鄄naldetective1摇引摇言对象的阻抗达到k赘量级,交流电流在滋A量级。待测的交流电流信号非常微弱,必须利用交流放大电交流阻抗测量在自动测量、自动控制、化学分析路转换成幅值较大的交流电压信号才能测量。由于[1]等领域应用十分广泛。现代交流阻抗测量的一般方放大电路的
5、噪声功率与带宽和电阻值成正比,在法是在被测器件上施以扫频输出的正弦激励信号,被测交流阻抗较大和扫频范围较大的时候,测量微通过测量被测器件在各种频率激励下的电压相量和弱交流小电流的交流放大电路噪声非常大,而且特电流相量,计算出阻抗的幅值和相位,即得到被测器别容易受到外界的干扰,有效信号甚至被噪声和干件的交流阻抗,完成对被测对象的交流阻抗特性分扰所淹没,只靠放大是不能把微弱的交流小电流信[2,3]析。激励扫频信号的幅值一般在mV量级,当被测号检测出来的。只有在有效抑制噪声的基础上增大被测微弱信号的幅度,才能提取出有用信号。收稿日期:2013-03-26,修回日期:2013-
6、04-16作者简介:焦海妮(1988-),女,硕士研究生,主要研究方向:航天器电源系统稳定性研究和电源系统负载输入阻抗测量。摇第6期摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇交流阻抗测量系统中交流小电流测量方法·67·在已知被测信号频率的前提下,利用窄带带通式中:i(t)———流经被测阻抗的电流;I———流经被放大的方法,可以实现对微弱交流小电流的测量,但测阻抗的直流电流;isin(棕t-兹)———流经被测阻0是要达到足够的分辨力,所使用的带通滤波器抗的交流电流。(BPF)的带宽非常窄,Q(Q=棕/B,B为带宽)值非由欧姆定律可知,交流电压与交流电流的比值0常高。在扫频测量时,滤波器的
7、中心频率也要实现即为被测交流阻抗扫频,这在实际中很难实现。而且Q值太大的带通u0Z=蚁兹(3)x滤波器往往不稳定,温度、电源电压的波动均会使滤i0波器的中心频率发生变化,导致其通频带不能覆盖式中:Zx———被测交流阻抗值;u0/i0———被测交流信号频率范围,使得测量系统无法稳定可靠的进行阻抗的幅值;兹———被测交流阻抗的相角。测量。基于互相关理论的相敏检波技术能很好的解一般,整个扫频测量过程中激励交流电压保持决上述问题,不但可以实现微弱信号的幅值测量,还不变,当被测阻抗较大时,或者容性阻抗测量频率降[4]低时,或者感性阻抗测量频率升高时
