CN102411103B - 一种直流电子负载动态负载模式参数校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种直流电子负载动态负载模式参数校准方法，其组成部分包括：直流稳定电源、数字示波器、电流探头、数字多用表。本发明通过电流探头将直流电子负载的大电流负载信号转换为低电压信号，通过数字示波器和数字多用表对负载电流转换时间和波形负载频率参数进行校准。目前能够解决通信领域内直流电子负载动态负载模式参数的校准。
Description
所属技术领域
本发明介绍了一种直流电子负载动态负载模式参数校准方法，特别是提供了一种直流电子负载动态负载模式参数校准装置，能够解决通信及电子领域内直流电子负载动态负载模式下参数的校准。
背景技术
直流电子负载是能吸收直流电能，并将吸收的直流电能耗散、储存或回馈电网的一种电子电路装置，该装置所吸收的电流大小可以调节或设置，其端口输入特性符合欧姆定律。
直流电子负载有多种工作模式，其中动态负载模式是该种设备必备的一种工作模式。当直流电子负载输入端口所吸收的电流按所设定或选择的变化规律及特征参数随时间进行变换，此种工作模式称为动态负载模式。直流电子负载的动态负载模式主要用于测试电源供应器的瞬态响应和回复时间。由于现代通讯及电子设备在使用中都具有较高的调整速率，因此需要电源设备要有较高的瞬态和动态反应特性，为满足这些测试要求，直流电子负载需具备高速动态负载特性模拟功能。
表征直流电子负载动态负载模式特性的关键参数有：负载电流转换时间、负载波形频率和转换速率。直流电子负载在单位时间内由低值负载转换到高值负载与所需时间之比即为转换速率，其单位表示为：A/μs、A/ms或A/s，该参数可通过负载电流转换时间和电流幅度的测量计算得到。所以直流电子负载动态负载模式参数主要包括：负载电流转换时间和负载波形频率。
目前国内没有相关标准和方法规定直流电子负载动态负载模式参数的校准方法，设备生产厂推荐的方法是采用分流器和数字示波器，将电流信号转换为电压信号，从而进行时间测量，但该方法的缺点是分流器电抗成分较大，响应速度慢，易使波形产生畸变和失真，从而导致时间测量不准，很难真实地反映直流电子负载的动态负载特性。这些都是需要解决的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种直流电子负载动态负载模式参数的校准装置，可以校准直流电子负载动态负载模式下的负载电流转换时间和负载波形频率参数，为这些参数的质量保障和量值溯源提供了技术手段。
本发明由直流稳定电源、数字示波器，电流探头和数字多用表组成。所述的直流稳定电源与被测的直流电子负载通过测试电缆相连接，电流探头所具有的电流感应端子与直流电子负载相连接，电流探头的输出端与数字示波器通过BNC测试电缆相连接，数字多用表与被测直流电子负载通过测试电缆相连接。
本发明中，直流稳定电源主要是提供负载电压和负载电流，电流探头是将大电流负载信号通过一定的比率转换为低电压信号，数字示波器主要实现对采集到的电压信号进行实时显示，同时测量负载波形的转换时间，数字多用表用于测量负载波形频率。
本发明所述装置中直流电子负载与直流电源的连接采用了特制的测试电缆和连接头，可以通过较大电流而不致发热，避免了对测量结果的影响；所述装置中采用了电流探头，可以将大电流负载信号转换为可测量的低电压信号，具有带宽高和测量精度高等特点，避免了采用分流器等其他方法而引入的电感分量和分布参数对测量结果的影响；电流探头与数字示波器直接通过BNC电缆进行连接，避免了连接不当对测量结果的影响。上述在最大程度上保证了测量精度。
图1是直流电子负载动态负载模式参数校准连接示意图。其中，电流探头的主要技术指标为：带宽为10MHz，最大测量电流有效值为150A，电流/电压转换比率为0.01V/A，电流测量精度为±1％，由于被测负载电流波形的上升时间通常在几十微秒以上，因此使用电流探头可以无失真地准确捕获到负载电流波形。同时，由于电流探头的电流感应端可以直接与直流电子负载相连接，电流探头的输出端可通过BNC测试电缆连接到数字示波器通道上，可以避免繁复的连接对测量结果的影响。
本发明的优点在于：解决了采用分流器测量直流电子负载的负载电流转换时间和负载波形频率参数不准的问题，本发明测量原理简单，测试步骤简捷，测量准确度高，为通讯领域内的直流电子负载动态负载模式参数的校准提供了依据。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明的校准连接示意图，其中直流稳定电源的“1”和“2”分别为直流稳定电源输出端“+”和“-”；“3”和“4”分别是直流电子负载的输入“-”端子和“S-”端子，“5”和“6”分别是直流电子负载的输入“+”端子和“S+”端子，“7”为电流探头的电流感应端，“8”为数字示波器任一输入通道，“9”和“10”分别为数字多用表的“-”测试端和“+”测试端。
具体实施方式
测试前先对电流探头进行消磁和零点调节，按图1进行连接。将直流电子负载的“5”和“6”相连接，然后与直流稳定电源的“1”端相连接，将直流电子负载的“3”和“4”端相连接，然后与直流稳定电源的“2”端相连接，将数字多用表的“9”和“10”分别与直流电子负载的“4”端和“5”端相连接，根据电流探头的电流方向，将电流探头的电流感应端“7”端卡在测试线上，电流探头的另一端接在数字示波器的任一输入通道“8”上。
连接完毕，进行如下相关设置：1)设置直流电子负载为动态负载模式，设置高电流IH和低电流IL，设置直流电子负载的转换速率SL，负载波形或频率及波形占空比；2)设置直流稳定电源输出，电流高于直流电子负载的满量程电流，直流电子负载加载；3)设置数字示波器的扫描时间、垂直偏转系数等参数，使示波器显示一个完整的上升沿(或下降沿)波形，运用数字示波器的时间测量功能，测量负载电流波形的转换时间为T1，理想情况下负载电流的转换时间为T0，T0＝(IH-IL)/SL，则负载电流转换时间误差ΔT1＝T1-T0；设直流电子负载设置的负载波形频率为T3，数字多用表测量的负载波形频率为T2，则负载波形频率误差ΔT2＝T3-T2。
Claims (1)
1.一种应用直流电子负载动态负载模式参数校准装置进行校准的方法，其特征在于：所述的直流电子负载动态负载模式参数校准装置包括直流稳定电源、电流探头、数字示波器和数字多用表，其中直流稳定电源具有“+”和“-”输出端子，电流探头具有电流感应端子和输出端，数字示波器具有信号测试输入端，数字多用表具有“+”和“-”测试端子，被测直流电子负载具有“+”和“-”测试端子以及“S+”和“S-”端子，将直流电子负载的“+”测试端子与“S+”端子连接，然后与直流稳定电源的“+”输出端子连接，直流电子负载的“-”测试端子与“S-”端子连接，然后与直流稳定电源的“-”输出端子连接，数字多用表的“+”和“-”测试端子分别与直流电子负载的“+”和“-”测试端子相连接，根据电流探头的电流方向，将电流感应端子卡在测试线上，将电流探头的输出端与数字示波器通道的测试端子相连接，校准方法包括以下步骤：
1)设置电流探头电源开，设置数字多用表为频率测量功能；
2)设置直流电子负载为动态负载模式，设置高电流IH和低电流IL，设置直流电子负载的转换速率SL、负载波形频率及波形占空比；
3)设置直流稳定电源输出，电流高于直流电子负载的满量程电流，直流电子负载加载；
4)设置数字示波器，具体包括：将数字示波器设置为单次触发模式，触发电平为待测信号电平的1／3，垂直偏转因数为待测信号电平的1／6，扫描时间的设置应使示波器显示一个完整的上升沿或下降沿波形；
5)在理想情况下直流电子负载的负载电流转换时间为T0，T0=(IH-IL)/SL；
6)运用数字示波器的时间测量功能，测量负载电流波形转换时间为T1，则负载电流转换时间误差△T1=T1-T0；
7)直流电子负载设置的负载波形频率为T3，数字多用表测量的负载波形频率为T2，则负载波形频率误差△T2=T3-T2。
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