一種分壓器的2/1分壓比自校準(zhǔn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種分壓器分壓比的校準(zhǔn)方法，具體涉及一種分壓器的2/1分壓比自 校準(zhǔn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 分壓比為2/1的分壓器，其高壓臂電阻值與低壓臂電阻值相等。對于這種標(biāo)稱分 壓比為2/1的特殊分壓器，如何獲得分壓比的準(zhǔn)確量值，是直流電壓比例量值溯源研究的 關(guān)鍵問題之一。一般地，常用兩種方法確定分壓比：一種是通過測量電阻的方法確定電阻 比，再將電阻比等效為低電壓下的分壓比；另一種方法是用更高準(zhǔn)確度等級的標(biāo)準(zhǔn)分壓器 對被試分壓器進(jìn)行校準(zhǔn)。但是這兩種方法都有局限性，前者受限于電阻的測量準(zhǔn)確度水平， 后者則受限于標(biāo)準(zhǔn)分壓器的準(zhǔn)確度水平。
[0003] 在進(jìn)行電阻值的直接測量時(shí)，為了獲得較高的測量準(zhǔn)確度，一般根據(jù)被測電阻值 的大小選擇不同的測量方法：①當(dāng)被測電阻值小于20kQ時(shí)，一般采用高準(zhǔn)確度的進(jìn)口電 阻電橋配合標(biāo)準(zhǔn)電阻器進(jìn)行測量；②當(dāng)被測電阻值在20kQ~200kQ范圍時(shí)，一般采用自 制的高準(zhǔn)確度電阻電橋配合標(biāo)準(zhǔn)電阻器進(jìn)行測量；③當(dāng)被測電阻值在200kQ~1ΜΩ范圍 時(shí)，一般采用二進(jìn)制分壓器配合標(biāo)準(zhǔn)電阻器進(jìn)行測量；④當(dāng)電阻大于1ΜΩ時(shí)，一般采用兩 臺標(biāo)準(zhǔn)直流高電壓源配合標(biāo)準(zhǔn)電阻器、PA級電流表進(jìn)行測量。由于分壓器的阻值跨度較 大，要完成分壓器的阻值測量往往要用到以上多種測量電阻的方法，這對設(shè)備的要求很高， 設(shè)備成本昂貴，而且測量過程比較復(fù)雜。
[0004] 采用第二種方法時(shí)，當(dāng)被校準(zhǔn)的分壓器的準(zhǔn)確度等級較高或已經(jīng)是最高準(zhǔn)確度等 級時(shí)，很難找到適合的標(biāo)準(zhǔn)分壓器來做標(biāo)準(zhǔn)器，從而導(dǎo)致第二種方法失效。
[0005] 綜上，需要提供一種既不需要對電阻值進(jìn)行直接測量也不需要更高準(zhǔn)確度等級的 標(biāo)準(zhǔn)分壓器，獲取分壓器2/1分壓比的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本發(fā)明提供了一種分壓器的2/1分壓比自校準(zhǔn)方法。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0008] 所述方法包括：
[0009] 步驟1 :將被測分壓器并聯(lián)在參考分壓器兩端，所述被測分壓器包括串聯(lián)的電阻 Rx和電阻R Y，所述參考分壓器包括串聯(lián)的電阻R1和電阻R 2;在所述被測分壓器和參考分壓 器上施加直流電壓U1，測量被測分壓器中電阻R y和參考分壓器中電阻R 2之間的電壓差值 Au1;
[0010] 步驟2 :將被測分壓器中的電阻Rx和電阻Ry的位置互換；
[0011] 步驟3 :在被測分壓器和參考分壓器上施加直流電壓U2，測量被測分壓器中電阻Rx 和參考分壓器中電阻私之間的電壓差值A(chǔ)u2;
[0012] 步驟4 :依據(jù)所述直流電壓U1、直流電壓U2、電壓差值A(chǔ)u1和電壓差值A(chǔ)u 2，計(jì)算 被測分壓器的實(shí)際分壓比K和測量不確定度d。
[0013] 優(yōu)選的，測量所述電壓差值A(chǔ)u1和電壓差值A(chǔ)u2的方法包括：
[0014] 將測量儀表的輸入端分別與所述被測分壓器的測試點(diǎn)和所述參考分壓器的測試 點(diǎn)連接，測量兩個(gè)測試點(diǎn)之間的電壓差值；
[0015] 所述被測分壓器的測試點(diǎn)為被測分壓器中電阻Rx和電阻R γ的連接點(diǎn)；
[0016] 所述參考分壓器的測試點(diǎn)為參考分壓器中電阻R1和電阻R 2的連接點(diǎn)；
[0017] 優(yōu)選的，所述參考分壓器中電阻R1和電阻R2為可調(diào)電阻；
[0018] 所述步驟1中在被測分壓器和參考分壓器上施加直流電壓仏后，調(diào)節(jié)所述參考分 壓器中電阻R 1或者電阻R 2的阻值，使電壓差值A(chǔ) U 4妾近于零，用測量儀表測量電壓差值 Au1;
[0019] 所述步驟3中在被測分壓器和參考分壓器上施加直流電壓1]2后，保持所述參考分 壓器中電阻R 1和電阻R 2的阻值不變，用測量儀表測量電壓差值A(chǔ) u 2;
[0020] 當(dāng)所述電壓差值A(chǔ)u1接近于零時(shí)，所述電壓差值A(chǔ)u2也接近于零，在所述被 測分壓器的電阻Rx和電阻1^的精度為0. 001 %的條件下，若
·則確定
[0021] 優(yōu)選的，所述步驟4中計(jì)算被測分壓器的實(shí)際分壓比K包括：
[0022] 按照公式（1)計(jì)算被測分壓器中電阻Rx的實(shí)際分壓比K χ:
[0023]
⑴
[0024] 按照公式⑵計(jì)算被測分壓器中電阻Ry的實(shí)際分壓比K γ:
[0025]
(_幻
[0026] 優(yōu)選的，所述步驟4中計(jì)算被測分壓器的測量不確定度包括：
[0027] 按照公式⑶計(jì)算實(shí)際分壓比心的測量不確定度d χ:
[0028]
(3 )
[0029] 按照公式⑷計(jì)算實(shí)際分壓比心的測量不確定度d γ:
[0030]
.(:4).〇
[0031] 與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)異效果是：
[0032] 1、本發(fā)明技術(shù)方案中，利用參考分壓器進(jìn)行自校準(zhǔn)，只需要參考分壓器的量值穩(wěn) 定，不需要知道參考分壓器的具體量值，也不需要其他標(biāo)準(zhǔn)器。根據(jù)測量數(shù)據(jù)就可以計(jì)算出 被測標(biāo)準(zhǔn)分壓器的實(shí)際分壓比；
[0033] 2、本發(fā)明技術(shù)方案中，當(dāng)被測分壓器的電阻Rx和電阻Ry的精度滿足一定要求時(shí)， 若在步驟1時(shí)通過調(diào)節(jié)參考分壓器電阻R1或電阻1?2的阻值使
足夠小，在步驟3時(shí)保 持參考分壓器電阻R1和電阻R 2的阻值不變，則
必定足夠小，如：當(dāng)被測分壓器的電阻 Rx和電阻R Y的精度滿足〇. OOl %時(shí)，在步驟1中，通過調(diào)節(jié)參考分壓器電阻R i或電阻R 2的 阻值使
的絕對值小于IX 10 5,則步驟3中，保持參考分壓器電阻R1和電阻1?2的阻值不 變，
必定小于2 X IO5;
[0034] 3、本發(fā)明提供的一種分壓器的2/1分壓比自校準(zhǔn)方法，對測量水平的要求不是特 別高，但是得到的結(jié)果的測量不確定度可以達(dá)到較高的水平。如：當(dāng)電源電壓UJPU 2的測 量準(zhǔn)確度滿足± 1 %、電壓差值A(chǔ) U1和電壓差值△ u 2的測量準(zhǔn)確度滿足± 1 %、被試分壓器 的電阻Rx和電阻R Y的精度滿足〇. 001 %、
小于2 X 10 5時(shí)，計(jì)算得 到的被測分壓器的分壓比的測量不確定度可以達(dá)到3X 10 7。
【附圖說明】
[0035] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0036] 圖1 :本發(fā)明實(shí)施例中一種分壓器的2/1分壓比自校準(zhǔn)方法流程圖；
[0037] 圖2 :本發(fā)明實(shí)施例中步驟1的分壓器連接圖；
[0038] 圖3 :本發(fā)明實(shí)施例中步驟3的分壓器連接圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0040] 本發(fā)明提出了一種利用參考分壓器進(jìn)行2/1分壓比自校準(zhǔn)的方法，利用分壓比為 k的參考分壓器，實(shí)現(xiàn)了對被測分壓器的分壓比匕的自校準(zhǔn)。其中，參考分壓器的分壓比k 只是一個(gè)過渡量值，因此不需要知道k的實(shí)際大小，k和kx的大小只要接近于2/1即可。本 發(fā)明中將被測分壓器并聯(lián)在參考分壓器兩端，如圖2和3所示被測分壓器包括串聯(lián)的電阻 Rx和電阻R γ，參考分壓器包括串聯(lián)的電阻R1和電阻R 2。
[0041] 本發(fā)明一種分壓器的2/1分壓比自校準(zhǔn)方法的實(shí)施例如圖1所示，具體步驟為：
[0042] 1、如圖2所示，在被測分壓器和參考分壓器上施加直流電壓U1，用1#測量儀表測 量直流電壓U 1，調(diào)節(jié)參考分壓