CN109031176A - 一种多功能电学源测量标准方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能电学源测量标准方法，由交流电压计量、交流电流计量、直流电压计量、直流电流计量和直流电阻计量五部分功能组成，各部分测量标准设备由专业计量控制软件控制，实现电学多功能标准源的计量校准，可以将固态电压标准溯源到国家量子电压标准，再通过直流电压校准技术对该测量标准进行自校准，来保障测量标准技术性能，同时可以采用电压平均技术来解决电压输出稳定性不好的问题，可以采用国外先进的零磁通电流检测技术，解决电流标准采样反馈单元保持采样精度和较高稳定性的技术问题，实现大电流标准源的研制。

Description

一种多功能电学源测量标准方法
技术领域
本发明涉及电学领域，尤其涉及一种多功能电学源测量标准方法。
背景技术
电学计量在装备及测试仪器计量保障工作中占有极其重要的地位，覆盖了电学器具、电工仪表和标准器具等多种门类。随着装备技术的发展，电学计量标准技术要求越来越高。目前，各计量技术机构均配备了较高水平的计量标准，提高了电学测量标准的技术能力，目前的计量保障模式存在以下几个方面的问题：
一是没有形成海军系统内部的溯源链，各技术机构自行组织溯源虽可保障检定工作的顺利开展，但很难保障装备研究所需要的准确、一致的技术支持和科研保障条件；
二是没有形成设备故障检验与验收测试能力，高精度的电学测量标准购买和维修价格均较昂贵；
三是没有形成电学专用测量标准科研保障条件：在高精度电学专用和现场测试标准的研制过程中，需要高精度的电学测量标准提供科研试验、考核和测试的技术条件，由于不具备电学专用测量标准科研保障技术能力，地方单位来进行电学专用测量标准科研保障的方式。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种多功能电学源测量标准方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：由交流电压计量、交流电流计量、直流电压计量、直流电流计量和直流电阻计量五部分功能组成，各部分测量标准设备由专业计量控制软件控制，实现电学多功能标准源的计量校准，具体方案原理如下所述：
1、交流电压计量标准：该功能由精密交直流电压转换器FLUKE792A、精密交流电压测量标准FLUKE5790A、精密直流电压测量标准FLUKE8508A组成，共同实现交流电压的计量校准；
2、交流电流计量标准：该功能由精密交直流电流转换器FLUKEA40B、精密交直流电压转换器FLUKE792A和精密直流电压测量标准FLUKE8508A组成，A40B将交流电流转换为交流电压，再由交直流电压转换标准转换为直流电压，经过FLUKE8508A实现交流电流的计量校准；
3、直流电流的计量校准：该功能由直流标准电阻、精密直流电压测量标准FLUKE8508A组成，直流电流经直流标准电阻转换为标准直流电压，再由FLUKE8508A实现直流电流的计量校准；
4、直流电压的计量：该功能由直流固态电压标准、直流电压校准系统和精密直流电压测量标准FLUKE8508A组成，直流电压通过校准系统与固态电压标准的输出电压进行比较，实现直流电压的精密校准，也可通过直流大电流标准将被计量电阻转换为直流电压，再通过精密直流电压测量标准实现直流电阻的计量，其中直流固态电压标准和直流大电流标准需要自行研制；
5、直流电阻的计量校准：由直流标准电阻(一等)、直流数字比较仪组成，被计量电阻与标准直流电阻通过数字比较仪采用传递比较法实现直流电阻的计量；
6、编写计量校准软件：通过软件控制测量标准各个测量设备，实现计量校准的自动化，软件要求具有故障诊断与分析功能，并对计量校准过程进行管理。
优选的，直流电压0～1000V最大允许误差±2.8×10-6(10V)，最大输出电流：500mA(10V)。
优选的，交流电压0～1000V最大允许误差±2.4×10-5(10V，1kHz)最大输出电流：500mA(10V)。
优选的，直流电流0～600A最大允许误差±8.0×10-6(100mA)。
优选的，交流电流0～600A最大允许误差±3.0×10-5(100mA，1kHz)。
优选的，直流电阻0～100MΩ最大允许误差±1.0×10-5(1Ω)。
由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明一种多功能电学源测量标准方法，可以将固态电压标准溯源到国家量子电压标准，再通过直流电压校准技术对该测量标准进行自校准，来保障测量标准技术性能，同时可以采用电压平均技术来解决电压输出稳定性不好的问题，可以采用国外先进的零磁通电流检测技术，解决电流标准采样反馈单元保持采样精度和较高稳定性的技术问题，实现大电流标准源的研制。
附图说明
图1是本发明的框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种多功能电学源测量标准方法，1、交流电压计量标准：该功能由精密交直流电压转换器FLUKE792A、精密交流电压测量标准FLUKE5790A、精密直流电压测量标准FLUKE8508A组成，共同实现交流电压的计量校准；2、交流电流计量标准：该功能由精密交直流电流转换器FLUKEA40B、精密交直流电压转换器FLUKE792A和精密直流电压测量标准FLUKE8508A组成，A40B将交流电流转换为交流电压，再由交直流电压转换标准转换为直流电压，经过FLUKE8508A实现交流电流的计量校准；3、直流电流的计量校准：该功能由直流标准电阻、精密直流电压测量标准FLUKE8508A组成，直流电流经直流标准电阻转换为标准直流电压，再由FLUKE8508A实现直流电流的计量校准；4、直流电压的计量：该功能由直流固态电压标准、直流电压校准系统和精密直流电压测量标准FLUKE8508A组成，直流电压通过校准系统与固态电压标准的输出电压进行比较，实现直流电压的精密校准，也可通过直流大电流标准将被计量电阻转换为直流电压，再通过精密直流电压测量标准实现直流电阻的计量，其中直流固态电压标准和直流大电流标准需要自行研制；5、直流电阻的计量校准：由直流标准电阻(一等)、直流数字比较仪组成，被计量电阻与标准直流电阻通过数字比较仪采用传递比较法实现直流电阻的计量；6、编写计量校准软件：通过软件控制测量标准各个测量设备，实现计量校准的自动化，软件要求具有故障诊断与分析功能，并对计量校准过程进行管理，直流电压0～1000V最大允许误差±2.8×10-6(10V)，最大输出电流：500mA(10V)，交流电压0～1000V最大允许误差±2.4×10-5(10V，1kHz)最大输出电流：500mA(10V)，直流电流0～600A最大允许误差±8.0×10-6(100mA)，交流电流0～600A最大允许误差±3.0×10-5(100mA，1kHz)，直流电阻0～100MΩ最大允许误差±1.0×10-5(1Ω)。
实施例2
一种多功能电学源测量标准方法，不确定度来源分析和合成不确定度预估计：
1、交流电压测量功能：不确定度来源主要是FLUKE792A、FLUKE8508A、FLUKE5790A，以交流电压10V，1kHz点为例：FLUKE792A引入的B类不确定度为0.0012％、FLUKE8508A引入的B类不确定度为0.0003％、FLUKE5790A引入的B类不确定度为0.0012％；使用FLUKE792A、FLUKE8508A完成交流电压10V，1kHz校准的合成B类不确定度为：0.0012％；2、交流电流测量功能：不确定度来源主要是A40B、FLUKE792A、FLUKE8508A，以交流电流100mA，1kHz点为例：A40B引入的B类不确定度为0.0009％、FLUKE792A引入的B类不确定度为0.0012％、FLUKE8508A引入的B类不确定度为0.0003％；合成B类不确定度为：0.0015％；3、直流电流测量功能：不确定度来源主要是直流标准电阻、FLUKE8508A，以直流电流100mA点为例：FLUKE8508A引入的B类不确定度为0.0003％、100Ω直流标准电阻引入的B类不确定度为0.0002％；合成B类不确定度为：0.0004％；4、直流电压测量功能：不确定度来源主要是固态电压标准、直流校准系统，以直流电压10V点为例：固态电压标准引入的B类不确定度为0.0001％、直流校准系统引入的B类不确定度为0.0001％；合成B类不确定度为：0.00014％；5、直流电阻测量功能：不确定度来源主要是一等标准电阻、数字比较仪，以直流电压1Ω点为例：一等标准电阻引入的B类不确定度为0.00006％、数字比较仪引入的B类不确定度为0.0005％；合成B类不确定度为：0.0005％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种多功能电学源测量标准方法，该测量标准技术方案为：
由交流电压计量、交流电流计量、直流电压计量、直流电流计量和直流电阻计量五部分功能组成，各部分测量标准设备由专业计量控制软件控制，实现电学多功能标准源的计量校准，具体方案原理如下所述：
(1)、交流电压计量标准：
该功能由精密交直流电压转换器FLUKE792A、精密交流电压测量标准FLUKE5790A、精密直流电压测量标准FLUKE8508A组成，共同实现交流电压的计量校准；
(2)、交流电流计量标准：
该功能由精密交直流电流转换器FLUKEA40B、精密交直流电压转换器FLUKE792A和精密直流电压测量标准FLUKE8508A组成，A40B将交流电流转换为交流电压，再由交直流电压转换标准转换为直流电压，经过FLUKE8508A实现交流电流的计量校准；
(3)、直流电流的计量校准：
该功能由直流标准电阻、精密直流电压测量标准FLUKE8508A组成，直流电流经直流标准电阻转换为标准直流电压，再由FLUKE8508A实现直流电流的计量校准；
(4)、直流电压的计量：
该功能由直流固态电压标准、直流电压校准系统和精密直流电压测量标准FLUKE8508A组成，直流电压通过校准系统与固态电压标准的输出电压进行比较，实现直流电压的精密校准，也可通过直流大电流标准将被计量电阻转换为直流电压，再通过精密直流电压测量标准实现直流电阻的计量，其中直流固态电压标准和直流大电流标准需要自行研制；
(5)、直流电阻的计量校准：
由直流标准电阻(一等)、直流数字比较仪组成，被计量电阻与标准直流电阻通过数字比较仪采用传递比较法实现直流电阻的计量；
(6)、编写计量校准软件：
通过软件控制测量标准各个测量设备，实现计量校准的自动化，软件要求具有故障诊断与分析功能，并对计量校准过程进行管理。
2.根据权利要求1所述一种多功能电学源测量标准方法，该测量标准主要设计技术指标如下：
(1)直流电压0～1000V最大允许误差±2.8×10-6(10V)，最大输出电流：500mA(10V)；
(2)交流电压0～1000V最大允许误差±2.4×10-5(10V，1kHz)最大输出电流：500mA(10V)；
(3)直流电流0～600A最大允许误差±8.0×10-6(100mA)；
(4)交流电流0～600A最大允许误差±3.0×10-5(100mA，1kHz)；
(5)直流电阻0～100MΩ最大允许误差±1.0×10-5(1Ω)。
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