专利名称：直流电子负载动态负载模式参数校准装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种直流电子负载动态负载模式参数校准装置，可以解决通信及电子领域内直流电子负载动态负载模式参数的校准问题，对直流电子负载的质量控制和量值溯源起到关键作用。
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/yS、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。所以对直流电子负载动态负载模式参数的测量问题可归结为时间测量问题。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。
发明内容为了克服分流器法电抗成分对测量结果产生的不利影响，本实用新型建立了一种针对直流电子负载动态负载模式参数的校准装置，该校准装置主要由直流稳定电源、数字示波器，电流探头和数字多用表组成。该实用新型能够实现对直流电子负载动态负载模式参数的准确测量。直流电子负载在动态负载模式下绝大多数的负载波形为阶梯波，波形具有上升时间快，脉冲电流幅度高等特点，目前采用分流器和数字示波器的方法存在以下缺点(1)根据负载电流的大小，需要不断地更换分流器的阻值才能得到合适的脉冲电压，让数字示波器进行测量，校准过程复杂繁琐；( 由于是脉冲波形，且上升时间较快，分流器要无感且具有较快的波形响应速度才能呈现真实的无失真的脉冲波形，但受限于分流器的制作和生产工艺，无感且响应速度、时间常数满足要求的分流器很难得到；C3)分流器的技术指标无法满足测试要求，尤其是需要承受高电流的小阻值电阻制作困难。这些都是需要解决的技术问题。本实用新型解决以上技术问题所采用的技术方案是研究出一种新型的直流电子负载动态负载模式参数的校准装置。该校准装置的组成部分包括直流稳定电源、电流探头、数字示波器和数字多用表。直流稳定电源的作用是提供负载电压和负载电流。电流探头是将交/直流的大电流信号通过一定的比率转换为交/直流低电压信号的设备，具有带宽高、适于高电流测量、测量准确度高等特点，在有效带宽下，可以无失真地传输脉冲信号。 由于被测动态负载电流波形的上升时间通常为几十微秒以上，电流通常在IA以上，本实用新型采用的电流探头测量的最大电流(有效值)为150A，转换比率为0.01V/A，带宽可达 10MHz，因此满足测量要求。数字示波器主要实现对采集到的脉冲电压波形进行实时显示， 同时测量负载电流转换时间，数字多用表用于测量负载波形频率。本实用新型的校准连接方式为将直流电子负载的测试端“ + ”与“S+”连接，然后与直流稳定电源的输出端“+”连接，直流电子负载的测试端“-”与“S-”连接，然后与直流稳定电源的输出端“-”连接，数字多用表的输入端“+”和“-”端分别与直流电子负载的“+” 和“-”端相连接。根据电流探头的电流方向，将电流感应端卡在测试线上，将电流探头的另一端与数字示波器通道相连接。按上述连接方式连接好各设备后，可以进行以下设置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l·，设置直流电子负载的转换速率&，负载波形频率及波形占空比；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；幻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Ttl，T0 = (Ih-IJ/ ，则负载电流转换时间误差 AT1 = T1-T0 ；4)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ΔΤ2 = τ3-τ2。本实用新型的有益效果是，可以准确地测量直流电子负载动态负载模式下的参数，测量原理简单，测量结果准确可靠，为通信领域内的直流电子负载动态负载模式参数的测试提供了质量保障。
以下结合附图
和实施例对本实用新型进一步说明。附图是本实用新型的校准连接示意图，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“ + ”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，按附图进行连接。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，将电流探头的电流测试端“ 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，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Iy设置直流电子负载的转换速率&，负载波形或频率及波形占空比；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；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Ttl，T0 = (Ih-IJ/ ，则负载电流转换时间误差AT1 = 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AT2 = T3-T20
权利要求1.本实用新型提出了一种直流电子负载动态负载模式参数校准装置，该校准装置的组成部分包括直流稳定电源、电流探头、数字示波器和数字多用表，此实用新型的连接方式为将直流电子负载的测试端“+”与“S+”连接，然后与直流稳定电源的输出端“+”连接，直流电子负载的测试端“-”与“S-”连接，然后与直流稳定电源的输出端“-”连接，数字多用表的输入端“+”和“-”端分别与直流电子负载的“+”和“-”端相连接，根据电流探头的电流方向，将电流钳卡在测试线上，将电流探头的另一端与数字示波器通道相连接。专利摘要本实用新型提出了一种直流电子负载动态负载模式参数校准装置，该校准装置的组成部分包括直流稳定电源、电流探头、数字示波器和数字多用表，其特征是电流探头可以将被测的瞬时或连续的梯形波高电流信号转换成电压波形，通过数字示波器测量其负载电流波形时间和负载波形频率参数，目前能够解决通信领域内直流电子负载动态负载模式下参数的校准问题。
文档编号G01R31/28GK202204911SQ20112027872
公开日2012年4月25日 申请日期2011年8月3日 优先权日2011年8月3日
发明者于利红, 刘冲, 江莹, 项道才 申请人:于利红, 刘冲