一种工业用直流稳压电源检测校准方案研究

赵焕兴 陈鹏辉 马志君 张警涛

【摘  要】直流稳压电源广泛应用航空、国防、科研院所、实验室、工矿企业，用来为各类负载提供稳定的直流电源，其参数指标的准确性影响负载使用。本文通过分析被检对象技术指标，给出标准设备，设计校准原理图，经技术指标分析，本方案符合国军标要求，技术指标高，完全满足直流稳压电源的校准需求。

【关键词】直流稳压电源;校准装置;不确定度分析

引言

国内航空、国防、科研院所、实验室、工矿企业等工业部门配备数量众多的直流稳压电源，用来为各类负载提供稳定的直流电源，其性能指标的准确性对各类工业用生产、检测设备，各类电子仪器设备的安全使用起到较为重要的作用。直流稳压电源型号种类繁多，如WYK-3010、DH1720A-6、DH1716A-7D、DH1718D-4、WJA-1502、SS1794、WY-3015-1B等，对稳压电源进行正确使用和校准意义重大，本文提出一种直流稳压电源检测校准装置技术方案，为解决直流稳压电源的校准问题提供一种思路。

1.研究对象

经调研和归纳整理，工业部门应用较广泛的直流稳压电源的主要技术指标：电压示值误差（直流0～100V），±0.5%;电流示值误差（0～30A），±1%;电压电网调整率，±1mV;电压负载调整率，±1mV;纹波电压，±1.5mV。

2.國内有关方案比较

目前，直流稳压电源校准依据性文件《JJF1597-2016 直流稳定电源校准规范》。对于直流稳压电源各参数的校准，采用较多的方案是用滑动变阻器作为负载，直流数字电压表测量直流电压，直流电流测量直流电流，交流数字电压表或高频毫伏表测量纹波电压。工业部门直流稳压电源型号多，参数范围宽，采用以上方案可能会存在问题：一是标准设备多，负载重量大，不利于携带;二是选用滑动变阻器作负载，技术指标覆盖困难，电流覆盖的范围较窄，方案适用性差。

3.本课题技术方案

校准装置依据直流稳压电源的校准规程设计，所用标准设备、校准原理图如下所述：

直流稳压电源校准装置标准设备主要功用：数字多用表1281，测量直流稳压电源的输出电压;  数字多用表3458A和标准电阻BZ6，测量直流稳压电源的输出电流;示波器TDS3032C，测量直流稳压电源输出纹波的峰-峰值VP-P;数字万用表17B，监测调压器输出给直流稳压电源的交流电压;    调压器TDGC2：调节电网电压到直流稳压电源需要的输入电压;电子负载N3300：给直流稳压电源提供负载。

4.技术指标分析

4.1直流电压示值误差测量不确定度分析

主要包括（测量10V点，按相对误差评定），校准数字多用表1281直流电压的上级标准的标准不确定度引入的不确定度u，数字多用表1281直流电压测量年允许最大误差引入的不确定度，数字多用表1281直流电压测量分辨力引入的不确定度，以及直流电压测量重复性引入的不确定度。

直流电压示值误差测量扩展不确定度为：

（）

4.2直流电流示值误差测量不确定度分析

主要包括（电压100mV，电阻0.1Ω，按相对误差评定）：一是上级标准的标准不确定度引入的不确定度;二是年允许最大误差引入的不确定度;三是测量分辨力引入的不确定度;四是测量重复性引入的不确定度;五是校准标准电阻BZ6上级标准的标准不确定度引入的不确定度;六是标准电阻BZ6年允许最大误差引入的不确定度;七是标准电阻BZ6的测量重复性引入的不确定度。 直流电流示值误差测量扩展不确定度为

（）

4.3直流电压电网调整率测量不确定度分析

主要包括（测量10V点时，按绝对误差评定），上级标准的标准不确定度引入的不确定度 ，年允许最大误差引入的不确定度 测量分辨力引入的不确定度，以及电压测量重复性引入的不确定度。 电压电网调整率测量扩展不确定度为：

， （）

4.4直流电压负载调整率测量不确定度分析

直流电压负载调整率测量不确定度（测量10V点时，按绝对误差评定）具体的分析情况与直流电压电网调整率测量不确定度分析相同，其扩展不确定度为：

，  （）

4.5纹波电压测量不确定度分析

主要包括（测量10mV点），上级标准的标准不确定度引入的不确定度，年允许最大误差引入的不确定度，测量重复性引入的不确定度。

纹波电压测量扩展不确定度为：

（）

5.结束语

本方案采用国内先进的直流电子负载、数字多用表、宽频带示波器组成检测校准装置，具有标准设备少，易于携带，技术指标高，适用性广的优点技术指标和测量范围完全覆盖被检设备技术指标，其测量不确定度可以达到被检设备各项参数技术指标的1/4以上，满足国军标GJB5109-2004装备计量保障通用要求（检测和校准）的规定。综上所述，本方案建立的直流稳压电源测量标准，方案可行，技术指标高，完全满足校准需求。

参考文献

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