高壓衰減棒校準(zhǔn)方法研究和不確定度評(píng)定

摘要：本文介紹了高壓衰減棒的校準(zhǔn)方法和不確定度評(píng)定，解決了高壓衰減棒的基本量溯源問(wèn)題，為該儀器的校準(zhǔn)提供了實(shí)踐依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高壓衰減棒；校準(zhǔn)；不確定度評(píng)定

高壓衰減棒（High Pressure Probe）是高壓測(cè)量領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛的儀器，它用于測(cè)量交直流高電壓和（或）脈沖高壓，并將高電壓信號(hào)按比例衰減為低電壓信號(hào)。迄今為止，國(guó)家還未出臺(tái)相關(guān)的對(duì)應(yīng)于該儀器的校準(zhǔn)規(guī)范，本文從實(shí)際工作出發(fā)，介紹了對(duì)于該儀器基本的校準(zhǔn)方法，為該儀器的校準(zhǔn)提供依據(jù)。

1 校準(zhǔn)方法

1.1 直流衰減比

（1）校準(zhǔn)方法主要為直接高壓輸出、終端設(shè)備監(jiān)測(cè)的方式，儀器連接如圖1所示。

直流高壓源直流電壓輸出高壓衰減棒匹配負(fù)載直流電壓表或示波器

（2）按圖1所示，通過(guò)直流高壓源輸入直流高壓UIN，從直流電壓表或者示波器讀出所測(cè)量電壓實(shí)際值UOUT。考慮到衰減棒的輸出電阻與直流電壓表的輸入電阻不一定一致，所以在探頭輸出端接入電壓表時(shí)，需確保直流電壓表的輸入電阻與衰減棒的輸出電阻匹配。衰減棒的直流電壓衰減比：

K= UIN/U OUT

式中：K—衰減棒的直流電壓衰減比；UIN—衰減棒輸入電壓；U OUT—衰減棒輸出電壓。通過(guò)上述試驗(yàn)，完成輸出電壓的檢測(cè)，根據(jù)衰減比計(jì)算公式，計(jì)算出衰減棒的實(shí)際衰減比。

2 直流電壓衰減比測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

2.1 不確定度來(lái)源

a） 測(cè)量重復(fù)性；b） 直流高壓源輸出直流高壓最大允許誤差；c） 直流電壓表測(cè)量最大允許誤差；d） 匹配電阻引入的不確定度。

2.2 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)

a）標(biāo)準(zhǔn)電阻分壓器，量程范圍：DCV 0～±40kV，準(zhǔn)確度等級(jí)： 0.05 級(jí)；b）數(shù)字多用表，型號(hào)：34401A，直流電壓在0～10V量程上的誤差為：δ=±（讀數(shù)×0.0035%+量程×0.0005%）。

2.3 建立數(shù)學(xué)模型

Δ=UxUs

式中：Δ—被檢高壓衰減棒的測(cè)量誤差；Ux—被檢高壓衰減棒的指示值；Us—標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字多用表的指示值。

由于Ux和Us相互獨(dú)立，靈敏洗漱、、系數(shù)分別為1和1，所以：

u（c）=u（A）2+u（B）2

2.4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

（1）重復(fù)測(cè)量引入的測(cè)量結(jié)果A類相對(duì)不確定度uArel評(píng)定。對(duì)被測(cè)衰減棒某設(shè)定值，如：10kV，連續(xù)測(cè)量10次，將數(shù)據(jù)記錄在表格C.1中。

2.5 不確定度合成

（1）不確定度分量綜合表

3 結(jié)語(yǔ)

本文給出了一種高壓衰減棒的校準(zhǔn)方法和測(cè)量不確定度評(píng)定，操作簡(jiǎn)單可靠，可有效開(kāi)展高壓衰減棒的校準(zhǔn)工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]JJF 14372013 示波器電壓探頭校準(zhǔn)規(guī)范.

[2]JJF 1059.12012 測(cè)量不確定度評(píng)定與表示[S].

作者簡(jiǎn)介：丁鵬程（1991），男，江蘇南通人，本科，研究方向：靜電高壓。