本发明专利技术提供了一种测量电压放大器的放大倍数和相移的装置及方法，属于阻抗测量领域。该装置包括：隔离变压器、感应分流器、对比回路、测量回路、采样单元、计算单元和电源；所述隔离变压器包括一个输入端和两个输出端；其输入端与所述电源连接；两个输出端分别串联在对比回路、测量回路中；所述感应分流器包括第一绕组和第二绕组；所述第一绕组的首端接入所述对比回路的电流输入端，尾端接入所述对比回路的电流输出端；所述第二绕组的首端接入所述测量回路的电流输出端，尾端接入所述测量回路的电流输入端；所述采样单元分别与所述对比回路、测量回路、计算单元连接。利用本发明专利技术能够准确测量电压放大器的放大倍数和相移，且具备溯源性。源性。源性。
【技术实现步骤摘要】
一种测量电压放大器的放大倍数和相移的装置及方法
[0001]本专利技术属于阻抗(高压和低压)测量领域，具体涉及一种测量电压放大器的放大倍数和相移的装置及方法。
技术介绍
[0002]测量电压放大器的放大倍数和相移通常采用采样的方法，即通过对电压放大器的输入和输出端电压信号进行采样测量，根据采样数据计算出放大倍数和相移。但是这种方法要求电压放大器的输入和输出电压足够大，即满足采样的准确性要求。如果电压信号过小，如20mV以下，采样的准确性无法保障，也就无法获得电压放大器的放大倍数和相移。
[0003]另外，目前的测量方法不具备溯源性，溯源性是指通过不确定度链，把量值直接或间接溯源到国家基标准上，能够让测量结果更加准确。因为目前的电压放大电路放大倍数和相移的测量，常常使用示波器直接测量，所以不具备溯源性，也就无法测得放大倍数和相移的不确定度，无法让测量结果更加准确。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种测量电压放大器的放大倍数和相移的装置及方法，在电压放大器输入端的电压信号较小时，能够准确测量其放大倍数和相移，且具备溯源性。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种测量电压放大器的放大倍数和相移的装置，所述测量电压放大器的放大倍数和相移的装置包括：隔离变压器、感应分流器、对比回路、测量回路、采样单元、计算单元和电源；
[0007]所述隔离变压器包括一个输入端和两个输出端；其输入端与所述电源连接；两个输出端分别串联在对比回路、测量回路中；
[0008]所述感应分流器包括第一绕组和第二绕组；所述第一绕组的首端接入所述对比回路的电流输入端，尾端接入所述对比回路的电流输出端；所述第二绕组的首端接入所述测量回路的电流输出端，尾端接入所述测量回路的电流输入端；
[0009]所述采样单元分别与所述对比回路、测量回路、计算单元连接。
[0010]具体的，所述对比回路包括依次串联连接的对比回路用第二标准电阻R2′
、对比回路用第一标准电阻R1、感应分流器的第一绕组、隔离变压器的第一输出端，四者连成回路；
[0011]所述测量回路包括依次串联连接的测量回路用第一标准电阻R1′
、测量回路用第二标准电阻R2、感应分流器的第二绕组、隔离变压器的第二输出端，四者连成回路；
[0012]待测电压放大器的两端分别与测量回路用第二标准电阻R2的两个电压测量端连接。
[0013]所述第一绕组和第二绕组的匝数比为1:1。
[0014]所述采样单元包括第一采样电压表和第二采样电压表；
[0015]所述第一采样电压表的两端分别与所述对比回路用第一标准电阻R1的两个电压测量端连接；
[0016]所述第二采样电压表的两端分别与所述待测电压放大器的两个电压测量端连接。
[0017]所述采样单元进一步包括采样触发器；
[0018]所述采样触发器分别与所述第一采样电压表、第二采样电压表的外触发端连接。
[0019]所述计算单元分别与所述采样触发器、第一采样电压表、第二采样电压表连接。
[0020]所述对比回路用第一标准电阻R1与测量回路用第一标准电阻R1′
的阻值相等；
[0021]所述对比回路用第二标准电阻R2′
与测量回路用第二标准电阻R2的阻值相等；
[0022]所述对比回路用第一标准电阻R1是测量回路用第二标准电阻R2的阻值的K倍；
[0023]所述K与所述待测电压放大器的标称值相等。
[0024]进一步，本专利技术装置包括锁相放大器；
[0025]所述锁相放大器包括Lock-in端、A端和B端；
[0026]所述锁相放大器的Lock-in端与隔离变压器的参考绕组Ref连接；
[0027]所述锁相放大器的A端与感应分流器的第一绕组连接；
[0028]所述锁相放大器的B端与感应分流器的第二绕组连接。
[0029]本专利技术还提供了一种测量电压放大器的放大倍数和相移的方法，如图2所示，所述方法包括：
[0030](1)将隔离变压器的输入端与电源连接；
[0031](2)构建对比回路：将对比回路用第二标准电阻R2′
、对比回路用第一标准电阻R1、感应分流器的第一绕组、隔离变压器的第一输出端依次串联连接形成对比回路；其中，感应分流器的第一绕组的首端接入对比回路的电流输入端，第一绕组的尾端接入所述对比回路的电流输出端；
[0032](3)构建测量回路：将测量回路用第一标准电阻R1′
、测量回路用第二标准电阻R2、感应分流器的第二绕组、隔离变压器的第二输出端依次串联连接形成测量回路；其中，感应分流器的第二绕组的首端接入测量回路的电流输出端，第二绕组的尾端接入测量回路的电流输入端；
[0033](4)连接待测电压放大器：将待测电压放大器的两端分别与测量回路用第二标准电阻R2的两个电压测量端连接；
[0034](5)连接采样单元：将第一采样电压表的两端分别与对比回路用第一标准电阻R1的两个电压测量端连接；将第二采样电压表的两端分别与待测电压放大器的两个电压测量端连接；
[0035](6)连接采样触发器、计算单元：将采样触发器分别与所述第一采样电压表、第二采样电压表的外触发端连接；将计算单元分别与采样触发器、第一采样电压表、第二采样电压表连接；
[0036](7)同步采样获得电压值：对第一采样电压表、第二采样电压表进行同步采样获得第一采样电压表上的电压值第二采样电压表上的电压值
[0037](8)计算得到待测电压放大器的放大倍数A
v
和相移：利用第一采样电压表上的电压值第二采样电压表上的电压值获得待测电压放大器的放大倍数A
v
和相移。
[0038]所述步骤(8)的操作包括：利用下式计算获得待测电压放大器的放大倍数A
v
和相移
[0039][0040][0041]其中，b1、a1是的正弦、余弦幅度，b2、a2是的正弦、余弦幅度。
[0042]进一步的，在所述步骤(6)和步骤(7)之间还有阻抗调节步骤，包括：
[0043](S1)将锁相放大器的Lock-in端与隔离变压器的参考绕组Ref连接、将所述锁相放大器的A端与感应分流器的第一绕组连接、将所述锁相放大器的B端与感应分流器的第二绕组连接；
[0044](S2)将锁相放大器设置为A-B功能；
[0045](S3)观察锁相放大器的显示值是否为0，如果否，则在测量回路用第一标准电阻R1′
上串联或并联电阻，然后返回步骤(S3)，如果是，则转入步骤(S4)；
[0046](S4)将锁相放大器的Lock-in端与隔离变压器的参考绕组Ref断开、将所述锁相放大器的的A端与感应分流器的第一绕组断开、将所述锁相放大器的的B端与感应分流器的第二绕组断开。
[0047]与现有本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种测量电压放大器的放大倍数和相移的装置，其特征在于：所述测量电压放大器的放大倍数和相移的装置包括：隔离变压器、感应分流器、对比回路、测量回路、采样单元、计算单元和电源；所述隔离变压器包括一个输入端和两个输出端；其输入端与所述电源连接；两个输出端分别串联在对比回路、测量回路中；所述感应分流器包括第一绕组和第二绕组；所述第一绕组的首端接入所述对比回路的电流输入端，尾端接入所述对比回路的电流输出端；所述第二绕组的首端接入所述测量回路的电流输出端，尾端接入所述测量回路的电流输入端；所述采样单元分别与所述对比回路、测量回路、计算单元连接。2.根据权利要求1所述的测量电压放大器的放大倍数和相移的装置，其特征在于：所述对比回路包括依次串联连接的对比回路用第二标准电阻R2′
、对比回路用第一标准电阻R1、感应分流器的第一绕组、隔离变压器的第一输出端，四者连成回路；所述测量回路包括依次串联连接的测量回路用第一标准电阻R1′
、测量回路用第二标准电阻R2、感应分流器的第二绕组、隔离变压器的第二输出端，四者连成回路；待测电压放大器的两端分别与测量回路用第二标准电阻R2的两个电压测量端连接。3.根据权利要求2所述的测量电压放大器的放大倍数和相移的装置，其特征在于：所述第一绕组和第二绕组的匝数比为1:1。4.根据权利要求2所述的测量电压放大器的放大倍数和相移的装置，其特征在于：所述采样单元包括第一采样电压表和第二采样电压表；所述第一采样电压表的两端分别与所述对比回路用第一标准电阻R1的两个电压测量端连接；所述第二采样电压表的两端分别与所述待测电压放大器的两个电压测量端连接。5.根据权利要求4所述的测量电压放大器的放大倍数和相移的装置，其特征在于：所述采样单元进一步包括采样触发器；所述采样触发器分别与所述第一采样电压表、第二采样电压表的外触发端连接；所述计算单元分别与所述采样触发器、第一采样电压表、第二采样电压表连接。6.根据权利要求5所述的测量电压放大器的放大倍数和相移的装置，其特征在于：所述对比回路用第一标准电阻R1与测量回路用第一标准电阻R1′
的阻值相等；所述对比回路用第二标准电阻R2′
与测量回路用第二标准电阻R2的阻值相等；所述对比回路用第一标准电阻R1是测量回路用第二标准电阻R2的阻值的K倍；所述K与所述待测电压放大器的标称值相等。7.根据权利要求6所述的测量电压放大器的放大倍数和相移的装置，其特征在于：所述装置包括锁相放大器；所述锁相放大器包括Lock-in端、A端和B端；所述锁相放大器的Lock-in端与隔离变压器的参考绕组Ref连接；所述锁相放大器的A端与感应分流器的第一绕组连接；所述锁相放大器的B端与感应分流器的第二绕...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴冬雪，杨雁，陈妍，王维，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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