一种瞬断测试仪的校准装置及其校准方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种瞬断测试仪校准装置及校准方法，属于瞬断测试仪校准技术领域，包含瞬断判定电阻参数校准和瞬断时间测量参数校准两部分；通过程控继电器把RH系列或者RL系列电阻接入或者接出电路，可实现高阻源以及低阻源在输出范围内阻值的连续可调；瞬断时间测量参数校准采用标准信号发生电路和高速场效应管相结合的方法产生瞬断时间标准量值，通过控制高速场效应管的通断状态及通断持续时间，可模拟瞬断状态，实现对瞬断测试仪的瞬断时间测量参数的校准。采用标准信号发生电路与程控电阻源结合方案，程控电阻源实现对瞬断判定电阻的校准，标准信号发生器和高速场效应管结合实现瞬断时间测量的校准。

A calibration device and method of instantaneous tester

【技术实现步骤摘要】
一种瞬断测试仪的校准装置及其校准方法
本专利技术属于瞬断测试仪的校准
，尤其涉及一种瞬断测试仪的校准装置及其校准方法。
技术介绍
瞬断测试仪是瞬态电阻测试类设备中的一种，在航天、航空等领域有广泛的应用。主要用于电连接器、继电器的振动试验场合，该类设备在电连接器、继电器的接触电阻大于某一设定的判定电阻值时，可报警并显示瞬断时间。其工作原理框图如图1所示，瞬断测试仪原理：被测电阻与瞬断测试仪内部的电压源、分压电阻形成测量回路。被测电阻两端的电压值与仪器内部的比较电压进行比较，若输入电压大于比较电压，则形成瞬断脉宽。在瞬断脉冲的上升沿开始，使用一个恒定频率的时间信号源进行计数，在瞬断脉冲的下降沿关闭计数。则从上升沿到下降沿产生的计数值乘以时基信号的周期，即为瞬断时间。瞬断测试仪传统校准方法存在的不足:瞬断测试仪需要校准的参数主要包括“瞬断判定电阻”参数和“瞬断时间测量”参数，传统方法中两类参数的校准方法如下：瞬断判定电阻参数：通过手动旋转实物电阻箱，实现阻值变化，直至瞬态电阻测试设备开始瞬断报警，记录此时的标准电阻箱阻值，若落在阻值设置的允许误差内，则判定合格。瞬断时间测量参数：标准信号发生器接到回路两端，设置标准信号发生器的频率和占空比，使信号发生器发出0.1μs～99.99μs脉冲方波，瞬断测试仪显示值和输入的脉冲方波信号相比较，相同或不超过允许的测试误差0.1μs时，表示仪器能够正常工作。传统校准方法存在以下的不足：1)采用对标准电阻箱进行手动调节时，可能存在瞬间开路而产生瞬断测试仪的误报警。2)瞬断测试仪为多通道测量设备。采用传统校准方法存在着工作量很大、速度较慢等手工校准的普遍缺点。3)“瞬态电阻”参数和“瞬断时间”参数分步校准的方法与瞬断测试仪的实际应用场景不一致。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对瞬断测试仪传统校准方式中存在的问题，提出一种瞬断测试仪的校准装置及其校准方法，方便计量人员日常对瞬断测试仪的校准，本专利技术提出的校准方法，采用标准信号发生电路与程控电阻源结合方案，程控电阻源实现对瞬断判定电阻的校准，标准信号发生器和高速场效应管结合实现“瞬断时间测量”的校准，进而实现瞬断测试仪的16路同步校准。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种瞬断测试仪校准装置，包含瞬断判定电阻参数校准和瞬断时间测量参数校准两部分；其中，瞬断判定电阻参数校准由程控电阻源实现；所述程控电阻源包含由n个电阻序列相互串联构成的高阻源序列(RH)，用于组成高阻源值的高值部分，以及由n个电阻序列通过继电器相互并联低阻源序列(RL)，用于组成高阻源的低值部分或者单独作为低阻源输出；通过程控继电器把RH或者RL系列电阻接入或者接出电路，可实现高阻源以及低阻源在输出范围内阻值的连续可调；瞬断时间测量参数校准采用标准信号发生电路和高速场效应管相结合的方法产生瞬断时间标准量值，通过控制高速场效应管的通断状态及通断持续时间，可模拟瞬断状态，实现对瞬断测试仪的瞬断时间测量参数的校准。一种基于瞬断测试仪校准装置的校准方法，在同时校准瞬断测试仪的瞬断判定电阻参数和瞬断时间测量参数时，电阻的响应速度会影响瞬断时间测量参数的校准结果，而程控电阻源无法实现30ns的响应速度，因此采用三个周期的变化过程实现电阻变化过程，则瞬断时间测量参数的校准将不受程控电阻源响应时间的影响，瞬态判定电阻的校准也将不受场效应管导通电阻的影响，具体包含如下步骤：步骤一，FPGA控制输出脉冲信号周期为T，占空比为90％；步骤二，在高速场效应管接通时间内，将主程控电阻源阻值设置为R1；断开场效应管，则接入被校准仪器的阻值大小为R1，时间为0.1T；观察瞬断测试仪的是否发光报警或者蜂鸣报警；步骤三，若在步骤二中未报警，则接通高速场效应管，在高速场效应管接通时间内，将主程控电阻源阻值设置为R0；断开场效应管，则接入被校准仪器的阻值大小为R0，时间为0.1T；观察瞬断测试仪是否发光报警或者蜂鸣报警；步骤四，若在步骤三中未报警，则接通高速场效应管，在高速场效应管接通时间内，将主程控电阻源阻值设置为R2；断开场效应管，则接入被校准仪器的阻值大小为R2，时间为0.1T；观察瞬断测试仪是否发光报警或者蜂鸣报警，以及显示的瞬断时间是否为0.1T；若被校准的瞬断测试仪报警，且显示的瞬断时间在规定的误差范围内，则瞬断测试仪校准合格。作为本专利技术一种瞬断测试仪校准装置的进一步优选方案，标准信号发生电路发出0.1μs～99.99μs全程无振动脉冲方波，高速场效应管选用N沟道结型场效应管NPTB00004A。作为本专利技术一种瞬断测试仪校准装置的进一步优选方案，采用标准信号发生电路和高速场效应管相结合的方法产生瞬断时间标准量值，具体如下：调节标准信号发生器产生方波信号输出，使得输出电压大于场效应管的导通电压，则场效应管处于接通状态，调节需要校准的时间所对应的频率，设置占空比为50％；按下启动测试键开始测试，瞬断测试仪报警后，记录此时的标准瞬断时间值和瞬断测试仪的时间示值；通过控制信号发生电路的输出电压及脉冲宽度，可实现瞬断时间的校准，采用高带宽数字存储示波器对高速场效应管进行筛选，使高速场效应管的响应时间小于30ns，可满足瞬断时间误差不大于30ns的校准要求。作为本专利技术一种瞬断测试仪校准装置的进一步优选方案，采用逐次逼近算法实现电阻的连续可调，采用逐次逼近法对设定的阻值进行逼近，每一个10倍量程采用4只实物电阻，从高到低，逐渐把剩余值向下一级传递，直至达到设定的值，满足设定的分辨率，具体步骤如下：步骤1，将获取的高值电阻设定值与高阻源电阻序列里面的最高值比较，若高值电阻设定值大于被比较的阻值，则高值电阻设定值减去被比较值，被比较值的电阻接入电路，则对应的继电器状态设定为断开；若高值电阻设定值小于被比较的阻值，则高值电阻设定值不变，被比较值的电阻不接入电路，即对应的继电器状态设定为闭合；步骤2，将步骤1得到的剩余的高值电阻设定值再跟次高值电阻比较同步骤1，进而确定次高值电阻的继电器状态；步骤3，按照步骤1依次与剩下的高阻源电阻序列里面的阻值比较，并确定相应的继电器状态，并把剩余值传递给高阻源的设定值；步骤4，求步骤3剩余电阻值的导纳，并与低阻源序列的导纳从高到低进行比较，从而确定低阻源序列的继电器状态；步骤5，若只需要低阻源输出，则从步骤4开始，以确定低阻源序列电阻的继电器状态。作为本专利技术一种瞬断测试仪校准装置的进一步优选方案，通过逐次逼近法的原则可知，每一个档位只需4组单值电阻即可满足与每档位10组电阻的电阻箱相同的效果，每一次都把剩余值传递给了下一个档位，实现最终的分辨率；使用串联实物电阻实现电阻设置值。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、针对瞬断测试仪传统校准方式中存在的问题，提出一种新的瞬断测试仪校准方法，并研制校准装置，方便计量人员日本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种瞬断测试仪校准装置，其特征在于：包含程控电阻源、程控继电器、信号发生电路以及高速场效应管；其中，所述程控电阻源用于对瞬断判定电阻参数进行校准；/n所述程控电阻源包含由两个以上电阻序列相互串联构成的高阻源序列RH，以及由两个以上电阻序列通过继电器相互并联低阻源序列RL；所述RH用于组成高阻源值的高值部分，所述RL用于组成高阻源的低值部分或者单独作为低阻源输出；/n所述程控继电器用于把RH或者RL系列电阻接入或者接出电路，对高阻源以及低阻源在输出范围内阻值进行连续调整；/n所述程控电阻源对瞬断时间测量参数校准时，采用标准信号发生电路和高速场效应管相结合的方法产生瞬断时间标准量值，通过控制高速场效应管的通断状态及通断持续时间，可模拟瞬断状态，实现对瞬断测试仪的瞬断时间测量参数的校准。/n

【技术特征摘要】
1.一种瞬断测试仪校准装置，其特征在于：包含程控电阻源、程控继电器、信号发生电路以及高速场效应管；其中，所述程控电阻源用于对瞬断判定电阻参数进行校准；
所述程控电阻源包含由两个以上电阻序列相互串联构成的高阻源序列RH，以及由两个以上电阻序列通过继电器相互并联低阻源序列RL；所述RH用于组成高阻源值的高值部分，所述RL用于组成高阻源的低值部分或者单独作为低阻源输出；
所述程控继电器用于把RH或者RL系列电阻接入或者接出电路，对高阻源以及低阻源在输出范围内阻值进行连续调整；
所述程控电阻源对瞬断时间测量参数校准时，采用标准信号发生电路和高速场效应管相结合的方法产生瞬断时间标准量值，通过控制高速场效应管的通断状态及通断持续时间，可模拟瞬断状态，实现对瞬断测试仪的瞬断时间测量参数的校准。


2.一种瞬断测试仪校准方法，其特征在于：在同时校准瞬断测试仪的瞬断判定电阻参数和瞬断时间测量参数时，电阻的响应速度会影响瞬断时间测量参数的校准结果，而程控电阻源无法实现30ns的响应速度，因此采用三个周期的变化过程实现电阻变化过程，则瞬断时间测量参数的校准将不受程控电阻源响应时间的影响，瞬态判定电阻的校准也将不受场效应管导通电阻的影响，所述方法包括：
步骤一，现场可编程门阵列FPGA控制输出脉冲信号周期为T，占空比为90％；
步骤二，在高速场效应管接通时间内，将主程控电阻源阻值设置为R1；断开场效应管，则接入被校准仪器的阻值大小为R1，时间为0.1T；观察瞬断测试仪的是否发光报警或者蜂鸣报警；
步骤三，若在步骤二中未报警，则接通高速场效应管，在高速场效应管接通时间内，将主程控电阻源阻值设置为R0；断开场效应管，则接入被校准仪器的阻值大小为R0，时间为0.1T；观察瞬断测试仪是否发光报警或者蜂鸣报警；
步骤四，若在步骤三中未报警，则接通高速场效应管，在高速场效应管接通时间内，将主程控电阻源阻值设置为R2；断开场效应管，则接入被校准仪器的阻值大小为R2，时间为0.1T；观察瞬断测试仪是否发光报警或者蜂鸣报警，以及显示的瞬断时间是否为0.1T；若被校准的瞬断测试仪报警，且显示的瞬断时间在规定的误差范围内，则瞬断测试仪校准合格。


3.根据权利要求2所述的瞬断测试仪校准方法，其特征在于：标准...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷聪如，梅高峰，严明，桑尚铭，温星曦，罗震，张显，
申请(专利权)人：北京东方计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11