针对现有单路计量校准效率低、时间长，无法满足大型高压源类试验设施，本发明专利技术利用矩阵开关以及模块化设计提出了一种多路高压源阵列并行校准电路。包括调压器模块，第一、二、三矩阵开关，以及并列连接于第一、第二矩阵开关之间的直通模块、额定电阻模块，并列连接于第二、第三矩阵开关之间的负载模块、分压器模块、隔直电容模块，与第三矩阵开关连接的数据采集模块，以及与各模块相连的PC通信控制模块。通过PC通信控制模块控制各模块通断实现了多路并行多参数校准，不仅效率高、校准时间短，还为其他大型装置测试系统的现场原位计量和并行校准提供新的技术手段，填补了国内高压源类阵列原位并行校准技术空白。同时基于该电路提出了一种校准装置。了一种校准装置。了一种校准装置。
【技术实现步骤摘要】
一种多路高压源阵列并行校准电路及装置
[0001]本专利技术属于高压源计量校准领域，特别涉及一种多路高压源阵列并行校准电路，还涉及基于该校准电路的校准装置。
技术介绍
[0002]高压电源是能够提供一定能量输出的直流高电压电子仪器，广泛用于高压测试、试验中。常用的高压电源有数字显示和指针式指示两种方式。传统电源一般采用变压器、整流和倍压电路相结合的方式。高压源阵列是多路高压源并行工作而产生的多路高压源同时输出(通常情况下为几百路至上千路)
[0003]从计量手段方面，从公开的资料和文献上看，国内外未见直接针对直流高压源阵列采取专门的量值溯源技术方面的报道。但是计量保障方式跟随计量需求而发展，未来计量保障发展的趋势是很明确的。随着科学技术的发展，国内外大量专用测试设备、ATE(自动测试设备)，综合测试控制台涌现，这些设备大部分具有性能复杂，参数众多，集成度高，体积相对庞大，不易拆卸，有的不能脱离工作现场等特点。这导致当今的计量保障除了对高精尖技术的追求以外，对现场原位计量、综合计量、自动化计量、机动伴随保障等方面的需求日益突出，并且这类设备的计量方法通常具有很强的针对性，对不同的测量项目，需要不同的计量方法，需要根据实际测量需求进行逐项研究。未来，计量保障将更加注重计量手段和结果的科学性，在计量保障的效率上，更加追求计量保障的时效性、可靠性，在计量保障方式上，正逐步由实验室走向现场，从可控环境走向非可控环境。
[0004]根据GJB 8879
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2016《直流高电压稳压源检定规程》中所明确的计量特性，高压源阵列需要进行校准的项目有直流电压示值误差、直流电流示值误差、负载调整率、电压调整率、纹波电压等。因为仪器、设备的原因，现目前的计量方法为单路计量，其主要做法是：按测试需要准备各类测试仪表、负载、分压设备等，每一次测量一个设备、一个项目，即根据具体的校准项目组装电路，完成测量，然后拆掉再组装下一个校准项目的测试电路，不断循环下去，完成该设备所有参数再对下一个设备循环测试，直至完成全部设备的全部校准项目。
[0005]然而这种单路计量方式工作效率低、校准时间长，难以满足大型试验设施和系统高效、可靠、便利计量的现实需求。通常高压源阵列中高压源数量庞大，若根据上述单路计量的方法进行高压源阵列全项目现场检定，设每一个高压源会有将近40个左右的检定点，以1080路高压源为例，单个高压源的检定用时为0.3小时，在标准设备完全不休息的情况下需要324小时，即41个工作日，在一定程度上计量影响了日常和大型试验进度。
[0006]因此，亟需发展一种原位、高效、便利的校准电路或装置，以满足现有的阵列式高压电源的计量校准。为此，我们以高压源阵列为研究对象，开展多通道(最多可达到36通道)高压源现场并行校准技术的探索与研究。
技术实现思路
[0007]有鉴于此，本设计提出了一种多路高压源阵列并行校准电路及装置：
[0008]一种多路高压源阵列并行校准电路，包括第一矩阵开关、第二矩阵开关、第三矩阵开关、数据采集模块、调压器模块、直通模块、额定电阻模块、负载模块、分压器模块、隔直电容模块、PC控制通信模块；所述直通模块输入端与第一矩阵开关连接、直通模块输出端与第二矩阵开关连接；所述额定电阻模块输入端与第一矩阵开关连接、额定电阻模块输出端与第二矩阵开关连接；所述直通模块、额定电阻模块连接在不同的开关端口上；所述负载模块输入端与第二矩阵开关连接、负载模块输出端与第三矩阵开关连接；所述分压模块输入端与第二矩阵开关连接、分压模块输出端与第三矩阵开关连接；所述隔直电容模块输入端与第二矩阵开关连接、隔直电容模块输出端与第三矩阵开关连接；所述负载模块、分压模块、隔直电容模块连接在不同的开关端口上；所述数据采集模块的输入端与第三矩阵开关与相连，所述数据采集模块用于各项目参数的信号采集；所述PC控制通信模块与第一矩阵开关、第二矩阵开关、第三矩阵开关、数据采集模块、调压器模块、直通模块、额定电阻模块、负载模块、分压器模块、隔直电容模块相连，并选择性地控制各模块通断实现高压源各项目参数校准。
[0009]优选的，进行直流电压示值误差校准时，PC控制通信模块选择第一矩阵开关、直通模块、第二矩阵开关、分压器模块、第三矩阵开关、数据采集模块构成了直流电压示值误差校准电路，完成直流电压示值误差校准；所述分压器模块的分压比为Vin/Vout＝n/1，n＝500～1000，所述分压器模块输入端与输出端之间的结构为：输入端依次串联高压臂电阻R1与低压臂电阻R2，低压臂电阻R2的另一端接地；高压臂电阻R1与低压臂电阻R2各自分别与电容C1和电容C2并联，所述高压臂电阻R1与低压臂电阻R2的比值为R1/R2＝n/1，电容C1与电容C2的比值为C1/C2＝1/n，且电容C1和电容C2需要满足耐5kV高压的特性；所述高压臂电阻R1、低压臂电阻R2、电容C1、电容C2的公共端与分压器模块的输出端之间还连接有增益为1的运算放大器，所述运算放大器的输入电阻≥10GΩ，所述运算放大器的偏置电流为皮安级。
[0010]优选的，进行直流电流示值误差校准时，PC控制通信模块选择第一矩阵开关、直通模块、第二矩阵开关、负载模块、第三矩阵开关、数据采集模块构成直流电流示值误差校准电路。
[0011]优选的，进行满载工况下的负载调整率的校准时，PC控制通信模块选择第一矩阵开关、额定电阻模块、第二矩阵开关、分压器模块、第三矩阵开关、数据采集模块构成满载工况下的负载调整率的校准电路；进行空载工况下的负载调整率的校准时，PC控制通信模块选择第一矩阵开关、直通模块、额定电阻模块、第二矩阵开关、分压器模块、第三矩阵开关、数据采集模块构成满载工况下的负载调整率的校准电路。
[0012]优选的，进行电压调整率校准时，PC控制通信模块选择第一矩阵开关、额定电阻模块、第二矩阵开关、分压器模块、第三矩阵开关、数据采集模块、调压器模块构成电压调整率校准电路；所述调压器模块输入端与市电相连用于调高或调低电压，所述调压器模块输出端与校准对象连接。
[0013]优选的，进行纹波电压校准时，PC控制通信模块选择第一矩阵开关、额定电阻模块、第二矩阵开关、隔直电容模块、第三矩阵开关、数据采集模块构成纹波电压校准电路；所述隔直电容模块输入端与输出端之间的结构为：所述隔直电容模块输入端与输出端之间依次串联电容C3和运算放大器，所述电容C3和运算放大器的公共端与接地之间连接有电阻R3；所述电阻R3为兆欧级电阻，所述电容C3为纳法级电容，所述电容C3可耐5kV以上高压。
[0014]优选的，所述校准电路为多路并行校准电路。
[0015]一种多路高压源阵列并行校准装置，包括上述一种或多种校准电路。
[0016]本专利技术工作过程：将待测高压源阵列与多路高压源阵列并行校准装置相连，其中PC控制通信模块选择不同功能模块依次构造不同的校准电路，由数据采集模块采集数据实现不同校准项目的最终校准。
[0017]本专利技术的有益效果：(1)整体计量效率提升明显，大大本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多路高压源阵列并行校准电路，其特征在于，包括第一矩阵开关、第二矩阵开关、第三矩阵开关、数据采集模块、调压器模块、直通模块、额定电阻模块、负载模块、分压器模块、隔直电容模块、PC控制通信模块；所述直通模块输入端与第一矩阵开关连接、直通模块输出端与第二矩阵开关连接；所述额定电阻模块输入端与第一矩阵开关连接、额定电阻模块输出端与第二矩阵开关连接；所述直通模块、额定电阻模块连接在不同的开关端口上；所述负载模块输入端与第二矩阵开关连接、负载模块输出端与第三矩阵开关连接；所述分压模块输入端与第二矩阵开关连接、分压模块输出端与第三矩阵开关连接；所述隔直电容模块输入端与第二矩阵开关连接、隔直电容模块输出端与第三矩阵开关连接；所述负载模块、分压模块、隔直电容模块连接在不同的开关端口上；所述数据采集模块的输入端与第三矩阵开关与相连，所述数据采集模块用于各项目参数的信号采集；所述PC控制通信模块与第一矩阵开关、第二矩阵开关、第三矩阵开关、数据采集模块、调压器模块、直通模块、额定电阻模块、负载模块、分压器模块、隔直电容模块相连，并选择性地控制各模块通断实现高压源各项目参数校准。2.根据权利要求1所述多路高压源阵列并行校准电路，其特征在于，进行直流电压示值误差校准时，PC控制通信模块选择第一矩阵开关、直通模块、第二矩阵开关、分压器模块、第三矩阵开关、数据采集模块构成了直流电压示值误差校准电路，完成直流电压示值误差校准；所述分压器模块的分压比为Vin/Vout＝n/1，n＝500～1000，所述分压器模块输入端与输出端之间的结构为：输入端依次串联高压臂电阻R1与低压臂电阻R2，低压臂电阻R2的另一端接地；高压臂电阻R1与低压臂电阻R2各自分别与电容C1和电容C2并联，所述高压臂电阻R1与低压臂电阻R2的比值为R1/R2＝n/1，电容C1与电容C2的比值为C1/C2＝1/n，且电容C1和电容C2需要满足耐5kV高压的特性；所述高压臂电阻R1、低压臂电阻R2、电容C1、电容C2的公共端与分压器模块的输出端之间还连接有增益为1的运算放大器，所述运算...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱宇洁，袁汉，何鹏，王月胜，宋佳玲，张翠翠，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院计量测试中心，
类型：发明
国别省市：
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