一種電磁兼容性電流探頭傳輸阻抗溫度誤差修正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電磁兼容性測試技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是指一種電流探頭傳輸阻抗溫 度誤差修正方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電磁兼容性測試是使用標(biāo)準(zhǔn)的測試設(shè)備，按照標(biāo)準(zhǔn)的測試方法，在標(biāo)準(zhǔn)的測試場 地下完成。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)條件的改善，目前，國內(nèi)都有溫濕度可控的電磁兼容 微波暗室可供使用。但大尺寸或多實(shí)體系統(tǒng)試驗(yàn)，現(xiàn)場快速干擾診斷排查等，由于受到被試 品形狀和尺寸和其他試驗(yàn)條件的限制，往往需要在室外（如開闊試驗(yàn)場地）進(jìn)行，電磁兼容 性測試設(shè)備會(huì)受到外界自然環(huán)境溫度的影響，進(jìn)而給測試結(jié)果帶來誤差。電磁兼容性測試 設(shè)備如接收機(jī)、信號(hào)源、功率放大器等都可采取保溫措施溫度可控，而電流探頭由于測試需 要只能放置于室外，暴露于外界自然環(huán)境中，不可避免地會(huì)受到自然環(huán)境溫度的影響。
[0003] 傳輸阻抗是衡量電流探頭測試準(zhǔn)確度的重要指標(biāo)，直接關(guān)系到電磁兼容性試驗(yàn)測 量結(jié)果的準(zhǔn)確度。CISPR16-1等標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的電流探頭校準(zhǔn)方法原理如圖1所示，當(dāng)采用 50Q測試系統(tǒng)時(shí)，電流探頭的傳輸阻抗Z定義為：
[0004] Z= ^/1:= 50^2/^) (1)
[0005] 其中：Z為電流探頭的傳輸阻抗，D;U2表示次級(jí)輸出電壓V;1肩示初級(jí)電流，A。 將電流探頭卡在校準(zhǔn)裝置上，只要得到電流探頭上的感應(yīng)電壓U2和終端負(fù)載上的電壓U:， 即可計(jì)算電流探頭的傳輸阻抗。但它只給出一種溫度條件下電流探頭的傳輸阻抗，即在電 磁兼容微波暗室標(biāo)準(zhǔn)溫度條件下（20°C)的電流探頭傳輸阻抗。當(dāng)電流探頭的使用環(huán)境溫 度不在標(biāo)準(zhǔn)溫度范圍內(nèi)時(shí)，溫度就會(huì)影響電流探頭的性能。因此，需要剔除由環(huán)境溫度變化 引起的電流探頭測試誤差，提高測試設(shè)備的精度，確保測試結(jié)果的有效性和準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提出一種電流探頭傳輸阻抗溫度誤差修正方 法，在電磁兼容微波暗室內(nèi)，首先將電流探頭連同校準(zhǔn)夾具一起放置于非金屬透波材料制 作的溫度實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)，為進(jìn)一步減小測量誤差，本發(fā)明采用以二氧化硅體系為主的透波材料 制作的溫度實(shí)驗(yàn)箱做為溫度控制設(shè)備，箱體內(nèi)部尺寸1600X1200X1800mm，并且該材料的 線膨脹系數(shù)約〇. 5XlO^T1，材料的介電常數(shù)為e= 3. 0,損耗正切角為tan〇 = 0. 005 ;然 后保持測試布置不變，僅改變溫度實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的溫度，對電流探頭的傳輸阻抗進(jìn)行校準(zhǔn)，獲 取不同溫度條件下電流探頭的傳輸阻抗值。最后，計(jì)算電流探頭在不同溫度條件下的傳輸 阻抗與標(biāo)準(zhǔn)溫度條件下的相對誤差，將來外場試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)外界試驗(yàn)環(huán)境溫度值，利用此相 對誤差對電磁探頭的傳輸阻抗進(jìn)行修正。
[0007] 本發(fā)明的一種電流探頭傳輸阻抗溫度誤差修正方法，通過如下步驟來實(shí)現(xiàn)：
[0008] 步驟1 :在電磁兼容微波暗室內(nèi)，室內(nèi)溫度保持在標(biāo)準(zhǔn)溫度條件下，將電流探頭卡 在校準(zhǔn)夾具上并置于溫度實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)，電流探頭與頻譜分析儀連接，校準(zhǔn)夾具一端接50Q負(fù) 載，一端與信號(hào)源連接；
[0009] 步驟2 :根據(jù)所要測量的溫度范圍，設(shè)置溫度實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的溫度為最低測量溫度，待 溫度穩(wěn)定后，設(shè)置并保持信號(hào)源的輸出A，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的校準(zhǔn)頻點(diǎn)逐一對電流探頭的傳 輸阻抗進(jìn)行測試，使用頻譜儀測得電流探頭的接收值fp;
[0010] 步驟3 :保持測試配置不變，關(guān)閉信號(hào)源輸出，在測量溫度范圍內(nèi)，按照設(shè)定的溫 度變化量調(diào)整溫度實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的溫度，待溫度穩(wěn)定后，設(shè)置并保持信號(hào)源的輸出與步驟2中 一樣均為仏，然后按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的校準(zhǔn)頻點(diǎn)逐一對電流探頭的傳輸阻抗進(jìn)行測試，使用頻 譜儀測得電流探頭的接收值U2 〇\，fj);
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電流探頭傳輸阻抗溫度誤差修正方法，具體包括以下幾個(gè)步驟： 步驟1 :在電磁兼容微波暗室內(nèi)，室內(nèi)溫度保持在標(biāo)準(zhǔn)溫度T = 20°C條件下，將電流 探頭卡在校準(zhǔn)夾具上并置于溫度實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)，電流探頭與頻譜分析儀連接，校準(zhǔn)夾具一端接 50 Ω負(fù)載，一端與信號(hào)源連接； 步驟2 :假設(shè)測量溫度的最低溫度為T1，最高溫度為Tn，設(shè)置溫度實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的溫度為Ti, T1STiSTn, i = 1，2,…，n，Ti的初始值為T1，進(jìn)行保溫，待溫度穩(wěn)定后設(shè)置并保持信號(hào) 源輸出為U 1，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的校準(zhǔn)頻點(diǎn)&逐一對電流探頭的傳輸阻抗進(jìn)行測試，使用頻譜 儀測得電流探頭的接收值U 2 (Ti, f」)，其中，j = 1，2，…，m ; 步驟3 :保持測試配置不變，關(guān)閉信號(hào)源輸出，令溫度實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的溫度為Ti+1= T d Λ T， Δ T為溫度變化量，進(jìn)行保溫，待溫度穩(wěn)定后，設(shè)置并保持信號(hào)源輸出為U1，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 的校準(zhǔn)頻點(diǎn)A逐一對電流探頭的傳輸阻抗進(jìn)行測試，使用頻譜儀測得電流探頭的接收值 U2 (Ti, fp，判斷Ti+1是否等與T η，如果是進(jìn)入步驟4,如果否，重復(fù)步驟3,繼續(xù)進(jìn)行測量； 步驟4:根據(jù)式⑵計(jì)算所有不同溫度、不同頻率條件下電流探頭的傳輸阻抗值 Zt (T^fj)；
步驟5 :將所有溫度條件下電流探頭傳輸阻抗值Zt(Ti, fp分別與T = 20°C時(shí)的傳輸 阻抗值之間ZT(T2CI，fp進(jìn)行比較，得到電流探頭相對于20°C時(shí)的傳輸阻抗隨溫度的變化量 AZt(Uj): Δ Zt (T^fj) = Zt (T^fj)-Zt (T20, fj) 采用插值擬合算法對獲得的相對誤差數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到電流探頭傳輸阻抗的溫 度-頻率-相對誤差修正曲面。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電磁兼容性電流探頭傳輸阻抗溫度誤差修正方法，首先將電流探頭連同校準(zhǔn)夾具一起放置于非金屬透波材料制作的溫度實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)；然后保持測試布置不變，僅改變溫度實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的溫度,對電流探頭的傳輸阻抗進(jìn)行校準(zhǔn)，獲取不同溫度條件下電流探頭的傳輸阻抗值。最后，計(jì)算電流探頭在不同溫度條件下的傳輸阻抗與標(biāo)準(zhǔn)溫度條件下的相對誤差，將來外場試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)外界試驗(yàn)環(huán)境溫度值，利用此相對誤差對電磁探頭的傳輸阻抗進(jìn)行修正。
【IPC分類】G01R35-00
【公開號(hào)】CN104749544
【申請?zhí)枴緾N201510154875
【發(fā)明人】何洋, 劉洪頤, 趙子華, 蘇東林
【申請人】北京航空航天大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月2日