專利名稱：直流電子負載動態(tài)負載模式參數校準裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種直流電子負載動態(tài)負載模式參數校準裝置，可以解決通信及電子領域內直流電子負載動態(tài)負載模式參數的校準問題，對直流電子負載的質量控制和量值溯源起到關鍵作用。
背景技術：
直流電子負載是能吸收直流電能，并將吸收的直流電能耗散、儲存或回饋電網的一種電子電路裝置，該裝置所吸收的電流大小可以調節(jié)或設置，其端口輸入特性符合歐姆定律。直流電子負載有多種工作模式，其中動態(tài)負載模式是該種設備必備的一種工作模式。當直流電子負載輸入端口所吸收的電流按所設定或選擇的變化規(guī)律及特征參數隨時間進行變換，此種工作模式稱為動態(tài)負載模式。直流電子負載的動態(tài)負載模式主要用于測試電源供應器的瞬態(tài)響應和回復時間。由于現代通訊及電子設備在使用中都具有較高的調整速率，因此需要電源設備要有較高的瞬態(tài)和動態(tài)反應特性，為滿足這些測試要求，直流電子負載需具備高速動態(tài)負載特性模擬功能。表征直流電子負載動態(tài)負載模式特性的關鍵參數有負載電流轉換時間、負載波形頻率和轉換速率。直流電子負載在單位時間內由低值負載轉換到高值負載與所需時間之比即為轉換速率，其單位表示為A/yS、A/mS或A/s，該參數可通過負載電流轉換時間和電流幅度的測量計算得到。所以對直流電子負載動態(tài)負載模式參數的測量問題可歸結為時間測量問題。目前國內沒有相關標準和方法規(guī)定直流電子負載動態(tài)負載模式參數的校準方法， 設備生產廠推薦的方法是采用分流器和數字示波器，將電流信號轉換為電壓信號，從而進行時間測量，但該方法的缺點是分流器電抗成分較大，響應速度慢，易使波形產生畸變和失真，從而導致時間測量不準，很難真實地反映直流電子負載的動態(tài)負載特性。
發(fā)明內容為了克服分流器法電抗成分對測量結果產生的不利影響，本實用新型建立了一種針對直流電子負載動態(tài)負載模式參數的校準裝置，該校準裝置主要由直流穩(wěn)定電源、數字示波器，電流探頭和數字多用表組成。該實用新型能夠實現對直流電子負載動態(tài)負載模式參數的準確測量。直流電子負載在動態(tài)負載模式下絕大多數的負載波形為階梯波，波形具有上升時間快，脈沖電流幅度高等特點，目前采用分流器和數字示波器的方法存在以下缺點(1)根據負載電流的大小，需要不斷地更換分流器的阻值才能得到合適的脈沖電壓，讓數字示波器進行測量，校準過程復雜繁瑣；( 由于是脈沖波形，且上升時間較快，分流器要無感且具有較快的波形響應速度才能呈現真實的無失真的脈沖波形，但受限于分流器的制作和生產工藝，無感且響應速度、時間常數滿足要求的分流器很難得到；C3)分流器的技術指標無法滿足測試要求，尤其是需要承受高電流的小阻值電阻制作困難。這些都是需要解決的技術問題。本實用新型解決以上技術問題所采用的技術方案是研究出一種新型的直流電子負載動態(tài)負載模式參數的校準裝置。該校準裝置的組成部分包括直流穩(wěn)定電源、電流探頭、數字示波器和數字多用表。直流穩(wěn)定電源的作用是提供負載電壓和負載電流。電流探頭是將交/直流的大電流信號通過一定的比率轉換為交/直流低電壓信號的設備，具有帶寬高、適于高電流測量、測量準確度高等特點，在有效帶寬下，可以無失真地傳輸脈沖信號。 由于被測動態(tài)負載電流波形的上升時間通常為幾十微秒以上，電流通常在IA以上，本實用新型采用的電流探頭測量的最大電流(有效值)為150A，轉換比率為0.01V/A，帶寬可達 10MHz，因此滿足測量要求。數字示波器主要實現對采集到的脈沖電壓波形進行實時顯示， 同時測量負載電流轉換時間，數字多用表用于測量負載波形頻率。本實用新型的校準連接方式為將直流電子負載的測試端“ + ”與“S+”連接，然后與直流穩(wěn)定電源的輸出端“+”連接，直流電子負載的測試端“-”與“S-”連接，然后與直流穩(wěn)定電源的輸出端“-”連接，數字多用表的輸入端“+”和“-”端分別與直流電子負載的“+” 和“-”端相連接。根據電流探頭的電流方向，將電流感應端卡在測試線上，將電流探頭的另一端與數字示波器通道相連接。按上述連接方式連接好各設備后，可以進行以下設置1)設置直流電子負載為動態(tài)負載模式，設置高電流Ih和低電流l·，設置直流電子負載的轉換速率&，負載波形頻率及波形占空比；2)設置直流穩(wěn)定電源輸出，電流高于直流電子負載的滿量程電流，直流電子負載加載；幻設置數字示波器的掃描時間、垂直偏轉系數等參數，使示波器顯示一個完整的上升沿(或下降沿)波形，運用數字示波器的時間測量功能，測量負載電流波形的轉換時間為T1,理想情況下負載電流的轉換時間為Ttl，T0 = (Ih-IJ/ ，則負載電流轉換時間誤差 AT1 = T1-T0 ；4)直流電子負載設置的負載波形頻率為T3，數字多用表測量的負載波形頻率為T2,則負載波形頻率誤差ΔΤ2 = τ3-τ2。本實用新型的有益效果是，可以準確地測量直流電子負載動態(tài)負載模式下的參數，測量原理簡單，測量結果準確可靠，為通信領域內的直流電子負載動態(tài)負載模式參數的測試提供了質量保障。
以下結合附圖
和實施例對本實用新型進一步說明。附圖是本實用新型的校準連接示意圖，其中直流穩(wěn)定電源的“1”和“2”分別為直流穩(wěn)定電源輸出端“ + ”和“_” ；“3”和“4”分別是直流電子負載的輸入“_”端子和“S-”端子，“5”和“6”分別是直流電子負載的輸入“ + ”端子和“S+”端子，“7”為電流探頭的電流感應端，“8”為數字示波器任一輸入通道，“9”和“10”分別為數字多用表的測試“-”端和“ + ”端。
具體實施方式
測試前先對電流探頭進行消磁和零點調節(jié)，按附圖進行連接。將直流電子負載的 “ 5 ”和“6 ”相連接，然后與直流穩(wěn)定電源的“ 1 ”端相連接，將直流電子負載的“ 3 ”和“4”端相連接，然后與直流穩(wěn)定電源的“2”端相連接，將數字多用表的“9”和“10”分別與直流電子負載的“4，，端和“ 5，，端相連接，根據電流探頭的電流方向，將電流探頭的電流測試端“ 7，， 端卡在測試線上，電流探頭的另一端接在數字示波器的任一輸入通道“8”上。 連接完畢，設置直流電子負載為動態(tài)負載模式，設置高電流Ih和低電流Iy設置直流電子負載的轉換速率&，負載波形或頻率及波形占空比；設置直流穩(wěn)定電源輸出，電流高于直流電子負載的滿量程電流，直流電子負載加載；設置數字示波器的掃描時間、垂直偏轉系數等參數，使示波器顯示一個完整的上升沿(或下降沿)波形，運用數字示波器的時間測量功能，測量負載電流波形的轉換時間為T1,理想情況下負載電流的轉換時間為Ttl，T0 = (Ih-IJ/ ，則負載電流轉換時間誤差AT1 = T1-T0 ；設直流電子負載設置的負載波形頻率為T3，數字多用表測量的負載波形頻率為T2,則負載波形頻率誤差AT2 = T3-T20
權利要求1.本實用新型提出了一種直流電子負載動態(tài)負載模式參數校準裝置，該校準裝置的組成部分包括直流穩(wěn)定電源、電流探頭、數字示波器和數字多用表，此實用新型的連接方式為將直流電子負載的測試端“+”與“S+”連接，然后與直流穩(wěn)定電源的輸出端“+”連接，直流電子負載的測試端“-”與“S-”連接，然后與直流穩(wěn)定電源的輸出端“-”連接，數字多用表的輸入端“+”和“-”端分別與直流電子負載的“+”和“-”端相連接，根據電流探頭的電流方向，將電流鉗卡在測試線上，將電流探頭的另一端與數字示波器通道相連接。專利摘要本實用新型提出了一種直流電子負載動態(tài)負載模式參數校準裝置，該校準裝置的組成部分包括直流穩(wěn)定電源、電流探頭、數字示波器和數字多用表，其特征是電流探頭可以將被測的瞬時或連續(xù)的梯形波高電流信號轉換成電壓波形，通過數字示波器測量其負載電流波形時間和負載波形頻率參數，目前能夠解決通信領域內直流電子負載動態(tài)負載模式下參數的校準問題。
文檔編號G01R31/28GK202204911SQ20112027872
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月3日 優(yōu)先權日2011年8月3日
發(fā)明者于利紅, 劉沖, 江瑩, 項道才 申請人:于利紅, 劉沖