功率放大器在針對測量傳感器高精度校準方法中的應用

實驗名稱：大功率脈沖電流測量傳感器的高精度校準方法

研究方向：針對測量傳感器高精度校準方法的研究

      傳統的測量精度校準的方法是對傳感器單一頻率下的刻度因子進行校準，校準方法通常選用同軸分流器串聯于放電回路中，通過測量同軸分流器兩端電壓，對比傳感器的測量輸出來標定實際刻度因子，這種方法在一定程度上能夠提高傳感器的測量精度，但是也存在不少缺點：校準精度低、校準的刻度因子無法滿足寬頻帶測量的要求、同軸分流器不易安裝。本文針對傳感器提出一種高精度的校準方法：

實驗內容：

搭建精密電流測試源：搭建大功率脈沖電流測量傳感器刻度因子的校準平臺，對設計的大功率脈沖電流測量傳感器采集數據的融合方法進行研究，通過高精度校準平臺對大功率脈沖電流測量傳感器的精度進行優化，擬合出大功率脈沖電流測量傳感器刻度因子的曲線，得出大功率脈沖電流測量傳感器不同頻率下刻度因子的校準公式。

實驗過程：

（1）搭建精密電流測試源。本文搭建了百安級電流測試源，由高精度數字信號發生器產生不同頻率、不同幅值以及不同類型的可調節數字信號，之后信號經過精密功率放大器放大，并施加在低溫漂負載上產生電流，為大功率脈沖電流測量傳感器的線性度校準和頻率校準提高高境地的校準源。

實驗設備：高精度數字信號發生器、精密功率放大器、低溫漂負載

（2）搭建大功率脈沖電流測量傳感器刻度因子的校準平臺：

（3）搭建大功率脈沖電流測量系統的實驗平臺，通過實驗驗證大功率脈沖電流測量傳感器的性能，主要對大功率脈沖電流測量傳感器的精度、穩定性、響應時間和電流幅值測量范圍進行驗證。

實驗設備：雷擊浪涌發生器、高精度的數字信號發生器、示波器、六位半表、低溫漂電阻、功率放大器、采集卡、電流測量傳感器。

（4）大功率脈沖電流測量傳感器的精度測試。

實驗結果：

如下圖所示在 500Hz 以下霍爾傳感器可以保證 0.3% 的測量精度；在 100Hz~10kHz 時，寬頻帶測量傳感器可以保證 0.2%的測量精度，且頻率越高誤差越小，所以頻率超過 10kHz 時，寬頻帶測量傳感器依然能夠保證較高的精度。因此，大功率脈沖電流測量傳感器在 0~10kHz 頻帶內不同頻率下可以達到 0.3%以內的測量精度。