高精度交直流电流校准源研制.doc

文章题目第卷
航空学报
第卷第期Vol.No.
年月Nov.

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-DCcurrentcalibrationsource
ZHANGZi-chang,ZHUZi-ke,ZENGShu-fan
(YunnanTechnologicalResearchInstituteofMetrology&Measurement,Kunming650228,Yunnan,China)

Abstract:ItistodeveloptheAC-DCcurrentcalibrationsourceofhigh-precision,high-powerandbroadbandfrequencyresponse,thatisunificationofthesourceandstandardinstrument,inordertosatisfytheneedofthetraceabilityandvalueofaquantitytransferofAC-DCamperemeter.Thispaperintroducesthevariouspartsoftheprincipleandcharacteristicsofthecircuit,throughtherationalallocationofthevariouspartsofthepowertoachievetherequiredtechnicalspecifications.
Keywords:Feddback;DCCurrentComparator;Stability

第期文章题目
0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%；
（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%；
（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