一种标准冲击发生器样机

1、标准冲击发生器样机的研制背景

   雷电冲击数字测量系统用于雷电冲击测量已二十余年，但其校准和量值朔源问题一直未解决。国标GB/T 16896.1-2005的发布，提出了具体的規定。PTB校准过的14Bit数字记录仪，解决校准数字记录仪的问题之一；但是标准冲击发生器未落实。近来引进德国的Impulse-Calibration-System KAL 1000見图1[1]，可作为研制标准冲击发生器的参考。

图1 德国的Impulse-Calibration-System KAL 1000

　　在此背景下，本人根据汞润继电器的MAX发生器的原理、进行设计和制作；完成了标准冲击发生器样机。该机可产生GB/T16896.1-2005中规定波形和参数；最后进行现场测试。

2、标准对冲击发生器样机的要求

1）GB/T16896.1-2005标准对雷电冲击数字测量系统校准的要求(择录)如下：

校准和试验方法

冲击校准

    冲击校准是确定被校数字记录仪、模拟示波器和峰值电压表的冲击刻度因数的标准方法，它也是校核数字记录仪和模拟示波器确定的时间参数的标准方法。校准认可测量系统的仪器中使用的标准冲击发生器的要求如表2。

根据待测冲击电压或冲击电流的类型和极性从表2选择波形。施加的校准冲击的峰值和时间参数应在表2所列范围内，实际值应该记录在性能记录中。

    校准冲击的极性应与待测冲击一致。相应于校准冲击的输出应至少取10次冲击进行估算，输出峰值与其平均值的最大偏差应在平均值的士1%以内。冲击刻度因数是输入峰值和输出峰值平均值之比。

    时间参数也应至少用10次冲击来估算，各次输出的时间参数与其输入的偏差应在±2%以内。

表2对标准冲击发生器的要求

　　标准冲击发生器的幅值由被校数字记录仪、模拟示波器和峰值电压表的幅值(0-1600V) 确定；一般选为1000V。标准冲击发生器就是计量术语[冲击电压标准波源] 。

2) 标准冲击发生器样机原理图

标准冲击发生器样机的原理图如图2。

3）标准冲击发生器样机的实际架构

标准冲击发生器样机的实际架构如图3。

图3 标准冲击发生器样机的实际架构

　　标准冲击发生器样机的实际架构的基本配置：PC机(B1) 、数字I/O-6501(B2)、汞润继电器(B3) 、直流电源 (B4) 、波头和波尾电阻 (B5) 、调波电容(B6) 。

应用Lab VIEW 8.6平台开发标准冲击发生器的控制程序。由直流电源(A2) 、数字I/O NI-PCL6501(A3) 和干簧继电器(A4) 组成VFTO的波形发生器。HM05-1A69-150型干簧继电器。上海复旦天欣科技仪器有限公司生产的FDPS-1000型AC/DC输出电压可调开关电源，输入电压220V±20%AC，频率为50Hz,输出电压为0~1000V，输出电流为1A,

4)标准冲击发生器样机的控制程序调试

标准冲击发生器样机的控制程序调试照片如图4。

图4 标准冲击发生器样机的控制程序调试照片

标准冲击发生器样机的控制程序的前面板如图5。

图5 标准冲击发生器样机的控制程序的前面板

标准冲击发生器样机的控制程序框图如图6。

图6  标准冲击发生器样机的控制程序框图

3、标准冲击发生器样机的现场测试和结果

标准冲击发生器样机的现场测试照片如图7。

图7  标准冲击发生器样机的现场测试照片

标准冲击发生器样机产生的十次波形如图8。

图8  标准冲击发生器样机产生的十次波形

　　标准冲击发生器样机产生的冲击的峰值、波前时间和半峰时间的不确定度为0.7%、0.4%和0.2%(计祘見附录)；符合GB/T 16896.1-2005的要求。因此，本文介绍标准冲击发生器样机，可作为计量校准的冲击电压标准波源。

作者简介

王彦金，高级工程师，长期从事电力设备质检工作和试验仪的研制，现任gongkong认证专家，从事《智能制造论坛》服务工作。

参 考 文 献

[1] 德国原装进口方波源及校正系统资料

附录：校准冲击的峰值和时间参数不确定度计算如表。

表：校准冲击的峰值和时间参数不确定度计算表

不确定度计祘依据标准“JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示”中的如下规定。

备注：本文为gongkong用户原创文章，未经作者本人或中国工控网授权，禁止转载！