發布日期：2022-04-27 點擊率：128
1、標準沖擊發生器樣機的研制背景
雷電沖擊數字測量系統用于雷電沖擊測量已二十余年，但其校準和量值朔源問題一直未解決。國標GB/T 16896.1-2005的發布，提出了具體的規定。PTB校準過的14Bit數字記錄儀，解決校準數字記錄儀的問題之一；但是標準沖擊發生器未落實。近來引進德國的Impulse-Calibration-System KAL 1000見圖1[1]，可作為研制標準沖擊發生器的參考。
圖1 德國的Impulse-Calibration-System KAL 1000
在此背景下，本人根據汞潤繼電器的MAX發生器的原理、進行設計和制作；完成了標準沖擊發生器樣機。該機可產生GB/T16896.1-2005中規定波形和參數；最后進行現場測試。
2、標準對沖擊發生器樣機的要求
1）GB/T16896.1-2005標準對雷電沖擊數字測量系統校準的要求(擇錄)如下：
校準和試驗方法
沖擊校準
沖擊校準是確定被校數字記錄儀、模擬示波器和峰值電壓表的沖擊刻度因數的標準方法，它也是校核數字記錄儀和模擬示波器確定的時間參數的標準方法。校準認可測量系統的儀器中使用的標準沖擊發生器的要求如表2。
根據待測沖擊電壓或沖擊電流的類型和極性從表2選擇波形。施加的校準沖擊的峰值和時間參數應在表2所列范圍內，實際值應該記錄在性能記錄中。
校準沖擊的極性應與待測沖擊一致。相應于校準沖擊的輸出應至少取10次沖擊進行估算，輸出峰值與其平均值的最大偏差應在平均值的士1%以內。沖擊刻度因數是輸入峰值和輸出峰值平均值之比。
時間參數也應至少用10次沖擊來估算，各次輸出的時間參數與其輸入的偏差應在±2%以內。
表2對標準沖擊發生器的要求
標準沖擊發生器的幅值由被校數字記錄儀、模擬示波器和峰值電壓表的幅值(0-1600V) 確定；一般選為1000V。標準沖擊發生器就是計量術語[沖擊電壓標準波源] 。
2) 標準沖擊發生器樣機原理圖
標準沖擊發生器樣機的原理圖如圖2。
3）標準沖擊發生器樣機的實際架構
標準沖擊發生器樣機的實際架構如圖3。
圖3 標準沖擊發生器樣機的實際架構
標準沖擊發生器樣機的實際架構的基本配置：PC機(B1) 、數字I/O-6501(B2)、汞潤繼電器(B3) 、直流電源 (B4) 、波頭和波尾電阻 (B5) 、調波電容(B6) 。
應用Lab VIEW 8.6平臺開發標準沖擊發生器的控制程序。由直流電源(A2) 、數字I/O NI-PCL6501(A3) 和干簧繼電器(A4) 組成VFTO的波形發生器。HM05-1A69-150型干簧繼電器。上海復旦天欣科技儀器有限公司生產的FDPS-1000型AC/DC輸出電壓可調開關電源，輸入電壓220V±20%AC，頻率為50Hz,輸出電壓為0~1000V，輸出電流為1A,
4)標準沖擊發生器樣機的控制程序調試
標準沖擊發生器樣機的控制程序調試照片如圖4。
圖4 標準沖擊發生器樣機的控制程序調試照片
標準沖擊發生器樣機的控制程序的前面板如圖5。
圖5 標準沖擊發生器樣機的控制程序的前面板
標準沖擊發生器樣機的控制程序框圖如圖6。
圖6 標準沖擊發生器樣機的控制程序框圖
3、標準沖擊發生器樣機的現場測試和結果
標準沖擊發生器樣機的現場測試照片如圖7。
圖7 標準沖擊發生器樣機的現場測試照片
標準沖擊發生器樣機產生的十次波形如圖8。
圖8 標準沖擊發生器樣機產生的十次波形
標準沖擊發生器樣機產生的沖擊的峰值、波前時間和半峰時間的不確定度為0.7%、0.4%和0.2%(計祘見附錄)；符合GB/T 16896.1-2005的要求。因此，本文介紹標準沖擊發生器樣機，可作為計量校準的沖擊電壓標準波源。
作者簡介
王彥金，高級工程師，長期從事電力設備質檢工作和試驗儀的研制，現任gongkong認證專家，從事《智能制造論壇》服務工作。
參 考 文 獻
[1] 德國原裝進口方波源及校正系統資料
附錄：校準沖擊的峰值和時間參數不確定度計算如表。
表：校準沖擊的峰值和時間參數不確定度計算表
不確定度計祘依據標準“JJF 1059.1-2012 測量不確定度評定與表示”中的如下規定。
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