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摘要:本文介绍了高压衰减棒的校准方法和不确定度评定,解决了高压衰减棒的基本量溯源问题,为该仪器的校准提供了实践依据。
关键词:高压衰减棒;校准;不确定度评定
高压衰减棒(High Pressure Probe)是高压测量领域应用非常广泛的仪器,它用于测量交直流高电压和(或)脉冲高压,并将高电压信号按比例衰减为低电压信号。迄今为止,国家还未出台相关的对应于该仪器的校准规范,本文从实际工作出发,介绍了对于该仪器基本的校准方法,为该仪器的校准提供依据。
1 校准方法
1.1 直流衰减比
(1)校准方法主要为直接高压输出、终端设备监测的方式,仪器连接如图1所示。
直流高压源直流電压输出高压衰减棒匹配负载直流电压表或示波器
(2)按图1所示,通过直流高压源输入直流高压UIN,从直流电压表或者示波器读出所测量电压实际值UOUT。考虑到衰减棒的输出电阻与直流电压表的输入电阻不一定一致,所以在探头输出端接入电压表时,需确保直流电压表的输入电阻与衰减棒的输出电阻匹配。衰减棒的直流电压衰减比:
K= UIN/U OUT
式中:K—衰减棒的直流电压衰减比;UIN—衰减棒输入电压;U OUT—衰减棒输出电压。通过上述试验,完成输出电压的检测,根据衰减比计算公式,计算出衰减棒的实际衰减比。
2 直流电压衰减比测量结果的不确定度评定
2.1 不确定度来源
a) 测量重复性;b) 直流高压源输出直流高压最大允许误差;c) 直流电压表测量最大允许误差;d) 匹配电阻引入的不确定度。
2.2 测量标准
a)标准电阻分压器,量程范围:DCV 0~±40kV,准确度等级: 0.05 级;b)数字多用表,型号:34401A,直流电压在0~10V量程上的误差为:δ=±(读数×0.0035%+量程×0.0005%)。
2.3 建立数学模型
Δ=UxUs
式中:Δ—被检高压衰减棒的测量误差;Ux—被检高压衰减棒的指示值;Us—标准数字多用表的指示值。
由于Ux和Us相互独立,灵敏洗漱、、系数分别为1和1,所以:
u(c)=u(A)2+u(B)2
2.4 标准不确定度评定
(1)重复测量引入的测量结果A类相对不确定度uArel评定。对被测衰减棒某设定值,如:10kV,连续测量10次,将数据记录在表格C.1中。
2.5 不确定度合成
(1)不确定度分量综合表
3 结语
本文给出了一种高压衰减棒的校准方法和测量不确定度评定,操作简单可靠,可有效开展高压衰减棒的校准工作。
参考文献:
[1]JJF 14372013 示波器电压探头校准规范.
[2]JJF 1059.12012 测量不确定度评定与表示[S].
作者简介:丁鹏程(1991),男,江苏南通人,本科,研究方向:静电高压。
关键词:高压衰减棒;校准;不确定度评定
高压衰减棒(High Pressure Probe)是高压测量领域应用非常广泛的仪器,它用于测量交直流高电压和(或)脉冲高压,并将高电压信号按比例衰减为低电压信号。迄今为止,国家还未出台相关的对应于该仪器的校准规范,本文从实际工作出发,介绍了对于该仪器基本的校准方法,为该仪器的校准提供依据。
1 校准方法
1.1 直流衰减比
(1)校准方法主要为直接高压输出、终端设备监测的方式,仪器连接如图1所示。
直流高压源直流電压输出高压衰减棒匹配负载直流电压表或示波器
(2)按图1所示,通过直流高压源输入直流高压UIN,从直流电压表或者示波器读出所测量电压实际值UOUT。考虑到衰减棒的输出电阻与直流电压表的输入电阻不一定一致,所以在探头输出端接入电压表时,需确保直流电压表的输入电阻与衰减棒的输出电阻匹配。衰减棒的直流电压衰减比:
K= UIN/U OUT
式中:K—衰减棒的直流电压衰减比;UIN—衰减棒输入电压;U OUT—衰减棒输出电压。通过上述试验,完成输出电压的检测,根据衰减比计算公式,计算出衰减棒的实际衰减比。
2 直流电压衰减比测量结果的不确定度评定
2.1 不确定度来源
a) 测量重复性;b) 直流高压源输出直流高压最大允许误差;c) 直流电压表测量最大允许误差;d) 匹配电阻引入的不确定度。
2.2 测量标准
a)标准电阻分压器,量程范围:DCV 0~±40kV,准确度等级: 0.05 级;b)数字多用表,型号:34401A,直流电压在0~10V量程上的误差为:δ=±(读数×0.0035%+量程×0.0005%)。
2.3 建立数学模型
Δ=UxUs
式中:Δ—被检高压衰减棒的测量误差;Ux—被检高压衰减棒的指示值;Us—标准数字多用表的指示值。
由于Ux和Us相互独立,灵敏洗漱、、系数分别为1和1,所以:
u(c)=u(A)2+u(B)2
2.4 标准不确定度评定
(1)重复测量引入的测量结果A类相对不确定度uArel评定。对被测衰减棒某设定值,如:10kV,连续测量10次,将数据记录在表格C.1中。
2.5 不确定度合成
(1)不确定度分量综合表
3 结语
本文给出了一种高压衰减棒的校准方法和测量不确定度评定,操作简单可靠,可有效开展高压衰减棒的校准工作。
参考文献:
[1]JJF 14372013 示波器电压探头校准规范.
[2]JJF 1059.12012 测量不确定度评定与表示[S].
作者简介:丁鹏程(1991),男,江苏南通人,本科,研究方向:静电高压。