功率放大器在傳感器高精度校準(zhǔn)方法中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)名稱：大功率脈沖電流測(cè)量傳感器的高精度校準(zhǔn)方法

研究方向：針對(duì)測(cè)量傳感器高精度校準(zhǔn)方法的研究

傳統(tǒng)的測(cè)量精度校準(zhǔn)的方法是對(duì)傳感器單一頻率下的刻度因子進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)方法通常選用同軸分流器串聯(lián)于放電回路中，通過(guò)測(cè)量同軸分流器兩端電壓，對(duì)比傳感器的測(cè)量輸出來(lái)標(biāo)定實(shí)際刻度因子，這種方法在一定程度上能夠提高傳感器的測(cè)量精度，但是也存在不少缺點(diǎn)：校準(zhǔn)精度低、校準(zhǔn)的刻度因子無(wú)法滿足寬頻帶測(cè)量的要求、同軸分流器不易安裝。本文針對(duì)傳感器提出一種高精度的校準(zhǔn)方法：

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

搭建精密電流測(cè)試源：搭建大功率脈沖電流測(cè)量傳感器刻度因子的校準(zhǔn)平臺(tái)，對(duì)設(shè)計(jì)的大功率脈沖電流測(cè)量傳感器采集數(shù)據(jù)的融合方法進(jìn)行研究，通過(guò)高精度校準(zhǔn)平臺(tái)對(duì)大功率脈沖電流測(cè)量傳感器的精度進(jìn)行優(yōu)化，擬合出大功率脈沖電流測(cè)量傳感器刻度因子的曲線，得出大功率脈沖電流測(cè)量傳感器不同頻率下刻度因子的校準(zhǔn)公式。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

（1）搭建精密電流測(cè)試源。本文搭建了百安級(jí)電流測(cè)試源，由高精度數(shù)字信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生不同頻率、不同幅值以及不同類型的可調(diào)節(jié)數(shù)字信號(hào)，之后信號(hào)經(jīng)過(guò)精密功率放大器放大，并施加在低溫漂負(fù)載上產(chǎn)生電流，為大功率脈沖電流測(cè)量傳感器的線性度校準(zhǔn)和頻率校準(zhǔn)提高高境地的校準(zhǔn)源。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：高精度數(shù)字信號(hào)發(fā)生器、精密功率放大器、低溫漂負(fù)載

（2）搭建大功率脈沖電流測(cè)量傳感器刻度因子的校準(zhǔn)平臺(tái)：

（3）搭建大功率脈沖電流測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證大功率脈沖電流測(cè)量傳感器的性能，主要對(duì)大功率脈沖電流測(cè)量傳感器的精度、穩(wěn)定性、響應(yīng)時(shí)間和電流幅值測(cè)量范圍進(jìn)行驗(yàn)證。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：雷擊浪涌發(fā)生器、高精度的數(shù)字信號(hào)發(fā)生器、示波器、六位半表、低溫漂電阻、功率放大器、采集卡、電流測(cè)量傳感器。

（4）大功率脈沖電流測(cè)量傳感器的精度測(cè)試。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

如下圖所示在 500Hz 以下霍爾傳感器可以保證 0.3% 的測(cè)量精度；在 100Hz~10kHz 時(shí)，寬頻帶測(cè)量傳感器可以保證 0.2%的測(cè)量精度，且頻率越高誤差越小，所以頻率超過(guò) 10kHz 時(shí)，寬頻帶測(cè)量傳感器依然能夠保證較高的精度。因此，大功率脈沖電流測(cè)量傳感器在 0~10kHz 頻帶內(nèi)不同頻率下可以達(dá)到 0.3%以內(nèi)的測(cè)量精度。