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摘 要： 交流稳定电源是交流稳压电源、稳频电源、稳流电源以及不间断供电电源等具有稳定性能电源的总称，由于我国交流电网的电压波动较大、干扰较多、有时停电等情况常常发生，交流稳压稳压电源和不间断电源已经成为许多电子设备不可缺少的供电装置，在研究SJ/T 10542-94抗干扰型交流稳压电源测试方法的基础上，建立功率交流电源校准装置，编制校准软件，实现功率在9000VA以内的交流电源的自动校准，通过校准软件进行数据处理、证书记录自动生成、打印等，大大提高校准效率。
关键词： 交流稳定电源；校准装置；校准软件
中图分类号：TM352 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1220013－02
交流稳定电源广泛应用于科学研究、经济建设、军事设施、医疗仪器及人民生活等各个方面，是电子和机电设备的基础，它为一切用电设备及装置提供优质电能。目前，各种交流稳定电源在我国军民两用系统中得到了广泛的应用，其稳态性能如功率、电压范围、电流范围、总谐波抑制比、源功率因数等指标存在一定的差异。其应用的功率、电压、电流范围越来越宽，指标越来越高。随着功率交流电源的广泛应用，其质量问题显得尤为重要。因此，如何规范和提高功率交流电源的校准精度，保证功率交流功率电源的准确性是目前应该解决的关键问题。
1 国内外研究现状
交流电源的校准方法比较成熟，目前主要依据文件为电子工业部于1994年12月1日发布实施的SJ/T10541《抗干扰型交流稳压电源通用技术条件》和SJ 10542-94《抗干扰型交流稳压电源测试方法》。
交流电源的常规指标主要包括稳态性能指标、动态性能指标、抗干扰（电磁兼容性）指标，其中稳态性能指标参数见表1所示。
目前，行业内交流稳定电源校准能力，从稳态性能校准来说，源功率的校准能力均在5kW左右，并且采用设备为功率电阻，稳定性比较差，校准时数据变化比较大，无法满足计量校准的需要；交流电流能力的校准能力均在50A左右，也有待于进一步提高。由以上分析可见，业内的校准能力有待于进一步提高。
2 试验主要内容
为保证交流稳定电源的可靠性，建立功率交流电源校准装置是非常必要的。表2为国内功率交流电源的应用参数与功率交流电源校准装置技术指标的比较表格。因此本文拟通过对交流稳定电源校准技术的研究，建立交流稳定电源校准装置，解决功率交流电源的校准问题。
3 校准装置组成
功率交流电源校准装置用到的主要标准器主要有数字多用表、功率质量分析仪、交流电子负载、交流标准电阻。通过校准软件来实现对主要标准器的控制，并能够实现校准证书、原始记录自动生成、打印预览以及打印的功能，校准装置的组成框图如图1所示。
4 校准方案简介
校准装置能够校准的稳态性能参数包括交流电压、交流电流、频率、功率、交流负载调整率、总谐波失真、功率因数、电源电压调整率，常规的交流电压、频率采用数字多用表（交流电压功能）即可以实现，交流电流采用标准电阻配合数字多用表（交流电压功能）也可以实现，功率因数、总谐波失真可以使用功率质量分析仪实现。这里仅介绍较为复杂的源电压调整率部分的校准方案。
源电压调整率的校准如图2所示，按图2连接交流稳定电源、交流电子负载、调压器和数字多用表34401A，调整交流稳定电源与交流电子负载设置，使交流稳定电源工作于满载，然后通过调压器调整源输入电压在UIN±10%UIN变换，数字多用表监视交流电源输出端子电压值的变化，通过下式计算得出该交流电源的电源电压调整率的大小。
式中：
SV-被检交流稳定电源电压调整率；
U1-调压器输出为110%UIN时，交流数字电压表读数；
U2-调压器输出为90%UIN时，交流数字电压表读数；
Uo-调压器输出为UIN时，交流数字电压表读数。
5 校准软件开发
Visual C++6.0编程语言是由Microsoft公司推出的目前应用极为广泛的可视化开发工具。利用其可以开发基于Windows平台的32位应用程序，依靠强大的编译器以及网络与数据库的开发能力，可以开发与硬件结合紧密的软件系统，能够满足设计的需要，因此选择Visual C++6.0作为软件开发平台。
功率交流电源按照接口可以分为两类：一类是GPIB接口类型的交流稳定电源，一类是非标准接口类型交流电源。可以根据该两类仪器的特点来编制软件：对于有标准接口的交流稳定电源，可以编制完全自动的校准软件，即控制被校准交流稳定电源、交流电子负载以及标准电压表，产生相应的动作完成交流稳定电源的校准；对于非标准接口的仪器，可以采用手动测试数据，通过软件自动处理校准数据。校准数据的处理，可以通过Visual C++6.0编制数据处理部分程序，通过程序实现Word模板的调用、数据的填充、校准证书原始记录的自动生成等。交流稳定电源校准软件流程见下图3所示。
6 校准装置测量不确定度分析
以交流电流测量不确定度评定为例进行说明，其主要不确定度分量一览表如下所示。
由此可得合成不确定度评定结果为：
则扩展不确定度为：
7 结论以及展望
实现对功率交流电源的校准，保证其参数量值的准确、可靠。由于客观条件的限制，还存在一些不足，在以后将继续改进：随着技术的不断进步，交流电源的交流电压、交流电流、功率的范围在不断发展，为此，本校准装置的范围也有待于进一步增加。
参考文献：
[1]魏朗、陈涛编著，Visual C++程序设计攻略教程完全实例，从入门到精通，西安电子科技大学出版社，2004，1：123-154.
[2]求是科技编著，Visual C++6.0数据库开发技术与工程实践，人民邮电出版社，2004：123-156.
[3]NI，PXI 4071 Service Guide.
[4]JJF 1059-1999《测量不确定度评定与表示》.
[5]NHR公司，4600-9交流电子负载技术说明书.
[6]电子计量测试应用手册委员会，电子计量测试应用手册-集成电路参数计量测试手册，电子工业部电子计量测试研究中心站，1986：195-210.
关键词： 交流稳定电源；校准装置；校准软件
中图分类号：TM352 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1220013－02
交流稳定电源广泛应用于科学研究、经济建设、军事设施、医疗仪器及人民生活等各个方面，是电子和机电设备的基础，它为一切用电设备及装置提供优质电能。目前，各种交流稳定电源在我国军民两用系统中得到了广泛的应用，其稳态性能如功率、电压范围、电流范围、总谐波抑制比、源功率因数等指标存在一定的差异。其应用的功率、电压、电流范围越来越宽，指标越来越高。随着功率交流电源的广泛应用，其质量问题显得尤为重要。因此，如何规范和提高功率交流电源的校准精度，保证功率交流功率电源的准确性是目前应该解决的关键问题。
1 国内外研究现状
交流电源的校准方法比较成熟，目前主要依据文件为电子工业部于1994年12月1日发布实施的SJ/T10541《抗干扰型交流稳压电源通用技术条件》和SJ 10542-94《抗干扰型交流稳压电源测试方法》。
交流电源的常规指标主要包括稳态性能指标、动态性能指标、抗干扰（电磁兼容性）指标，其中稳态性能指标参数见表1所示。
目前，行业内交流稳定电源校准能力，从稳态性能校准来说，源功率的校准能力均在5kW左右，并且采用设备为功率电阻，稳定性比较差，校准时数据变化比较大，无法满足计量校准的需要；交流电流能力的校准能力均在50A左右，也有待于进一步提高。由以上分析可见，业内的校准能力有待于进一步提高。
2 试验主要内容
为保证交流稳定电源的可靠性，建立功率交流电源校准装置是非常必要的。表2为国内功率交流电源的应用参数与功率交流电源校准装置技术指标的比较表格。因此本文拟通过对交流稳定电源校准技术的研究，建立交流稳定电源校准装置，解决功率交流电源的校准问题。
3 校准装置组成
功率交流电源校准装置用到的主要标准器主要有数字多用表、功率质量分析仪、交流电子负载、交流标准电阻。通过校准软件来实现对主要标准器的控制，并能够实现校准证书、原始记录自动生成、打印预览以及打印的功能，校准装置的组成框图如图1所示。
4 校准方案简介
校准装置能够校准的稳态性能参数包括交流电压、交流电流、频率、功率、交流负载调整率、总谐波失真、功率因数、电源电压调整率，常规的交流电压、频率采用数字多用表（交流电压功能）即可以实现，交流电流采用标准电阻配合数字多用表（交流电压功能）也可以实现，功率因数、总谐波失真可以使用功率质量分析仪实现。这里仅介绍较为复杂的源电压调整率部分的校准方案。
源电压调整率的校准如图2所示，按图2连接交流稳定电源、交流电子负载、调压器和数字多用表34401A，调整交流稳定电源与交流电子负载设置，使交流稳定电源工作于满载，然后通过调压器调整源输入电压在UIN±10%UIN变换，数字多用表监视交流电源输出端子电压值的变化，通过下式计算得出该交流电源的电源电压调整率的大小。
式中：
SV-被检交流稳定电源电压调整率；
U1-调压器输出为110%UIN时，交流数字电压表读数；
U2-调压器输出为90%UIN时，交流数字电压表读数；
Uo-调压器输出为UIN时，交流数字电压表读数。
5 校准软件开发
Visual C++6.0编程语言是由Microsoft公司推出的目前应用极为广泛的可视化开发工具。利用其可以开发基于Windows平台的32位应用程序，依靠强大的编译器以及网络与数据库的开发能力，可以开发与硬件结合紧密的软件系统，能够满足设计的需要，因此选择Visual C++6.0作为软件开发平台。
功率交流电源按照接口可以分为两类：一类是GPIB接口类型的交流稳定电源，一类是非标准接口类型交流电源。可以根据该两类仪器的特点来编制软件：对于有标准接口的交流稳定电源，可以编制完全自动的校准软件，即控制被校准交流稳定电源、交流电子负载以及标准电压表，产生相应的动作完成交流稳定电源的校准；对于非标准接口的仪器，可以采用手动测试数据，通过软件自动处理校准数据。校准数据的处理，可以通过Visual C++6.0编制数据处理部分程序，通过程序实现Word模板的调用、数据的填充、校准证书原始记录的自动生成等。交流稳定电源校准软件流程见下图3所示。
6 校准装置测量不确定度分析
以交流电流测量不确定度评定为例进行说明，其主要不确定度分量一览表如下所示。
由此可得合成不确定度评定结果为：
则扩展不确定度为：
7 结论以及展望
实现对功率交流电源的校准，保证其参数量值的准确、可靠。由于客观条件的限制，还存在一些不足，在以后将继续改进：随着技术的不断进步，交流电源的交流电压、交流电流、功率的范围在不断发展，为此，本校准装置的范围也有待于进一步增加。
参考文献：
[1]魏朗、陈涛编著，Visual C++程序设计攻略教程完全实例，从入门到精通，西安电子科技大学出版社，2004，1：123-154.
[2]求是科技编著，Visual C++6.0数据库开发技术与工程实践，人民邮电出版社，2004：123-156.
[3]NI，PXI 4071 Service Guide.
[4]JJF 1059-1999《测量不确定度评定与表示》.
[5]NHR公司，4600-9交流电子负载技术说明书.
[6]电子计量测试应用手册委员会，电子计量测试应用手册-集成电路参数计量测试手册，电子工业部电子计量测试研究中心站，1986：195-210.