實(shí)驗(yàn)名稱:大功率脈沖電能源高精度測(cè)試技術(shù)研究
研究方向:儀器儀表測(cè)試
測(cè)試目的:
傳統(tǒng)的測(cè)量精度校準(zhǔn)的方法是對(duì)傳感器單一頻率下的刻度因子進(jìn)行校準(zhǔn),校準(zhǔn)方法通常選用同軸分流器串聯(lián)于放電回路中,通過(guò)測(cè)量同軸分流器兩端電壓,對(duì)比傳感器的測(cè)量輸出來(lái)標(biāo)定實(shí)際刻度因子,這種方法在一定程度上能夠提高傳感器的測(cè)量精度,但是校準(zhǔn)精度低。針對(duì)大功率脈沖電流測(cè)量傳感器測(cè)量精度的問(wèn)題,提出一種高精度的校準(zhǔn)方法。搭建大功率脈沖電流測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證大功率脈沖電流測(cè)量傳感器的性能,主要對(duì)大功率脈沖電流測(cè)量傳感器的精度、穩(wěn)定性、響應(yīng)時(shí)間和電流幅值測(cè)量范圍進(jìn)行驗(yàn)證。
測(cè)試設(shè)備:ATA-3090電壓放大器、示波器、六位半表、數(shù)字信號(hào)源、低溫漂電阻、NI采集卡、八位半表、大功率脈沖電流測(cè)量傳感器、雷擊浪涌發(fā)生器。
圖:大功率脈沖電流測(cè)量系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
實(shí)驗(yàn)過(guò)程:
搭建大功率脈沖電流測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的功率源包括雷擊浪涌發(fā)生器和高精度的數(shù)字信號(hào)發(fā)生器。由于目前無(wú)法獲得中的大功率脈沖電能源,因此采用雷擊浪涌發(fā)生器作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的大功率脈沖電能源。雷擊浪涌發(fā)生器放電原理與的大功率脈沖電能源放電原理相同,均為PFN模塊放電,雷擊浪涌發(fā)生器的放電功率大,可發(fā)出1/20μs、4/20μs、8/20μs、30/80μs不同類型的PFN波形,使用Matlab仿真雷擊浪涌發(fā)生器發(fā)出的PFN波形。
圖:精度實(shí)驗(yàn)連線示意圖
搭建大功率脈沖電流測(cè)量傳感器精度測(cè)試系統(tǒng),大功率脈沖電流測(cè)量傳感器的刻度因子在經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)后,通過(guò)隨機(jī)改變正弦波輸入頻率,測(cè)量流過(guò)大功率脈沖電流測(cè)量傳感器的實(shí)際電流值I以及其輸出的電壓值V,并將輸入信號(hào)的頻率帶入校準(zhǔn)補(bǔ)償數(shù)據(jù)處理平臺(tái)中得到該頻率下的理論刻度因子Ki=F(fi)。
利用大功率脈沖電流測(cè)量系統(tǒng)的校準(zhǔn)補(bǔ)償數(shù)據(jù)處理平臺(tái)對(duì)大功率脈沖電流測(cè)量傳感器的精度進(jìn)行驗(yàn)證,輸入低溫漂電阻阻值,負(fù)載電壓以及傳感器輸出電壓即可求出測(cè)量電流的真實(shí)值以及與校準(zhǔn)補(bǔ)償算法中理論值的誤差。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
1、大功率脈沖電流測(cè)量傳感器的精度測(cè)試
圖:霍爾傳感器**誤差圖和寬頻帶測(cè)量傳感器**誤差圖
由上圖的誤差曲線可以看出,在500Hz以下霍爾傳感器可以保證0.3%的測(cè)量精度;在100Hz~10kHz時(shí),寬頻帶測(cè)量傳感器可以保證0.2%的測(cè)量精度,且頻率越高誤差越小,所以頻率**過(guò)10kHz時(shí),寬頻帶測(cè)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(cè)量傳感器在0~10kHz頻帶內(nèi)不同頻率下可以達(dá)到0.3%以內(nèi)的測(cè)量精度。
2、大功率脈沖電流測(cè)量傳感器的穩(wěn)定性測(cè)試
在100組數(shù)據(jù)中,寬頻帶測(cè)量傳感器的電壓平均值V為23.1318mV,與平均值相差較大的值Vmax為23.1462mV,根據(jù)公式可得寬頻帶測(cè)量傳感器的重復(fù)精度為0.063%。由實(shí)驗(yàn)得,霍爾傳感器和寬頻帶測(cè)量傳感器的重復(fù)精度分別為0.024%和0.063%,因此大功率脈沖電流測(cè)量傳感器具有很好的穩(wěn)定性。
3、大功率脈沖電流測(cè)量傳感器的幅值測(cè)量范圍測(cè)試
經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)算法計(jì)算后的電流峰值和雷擊浪涌發(fā)生器發(fā)出的實(shí)際峰值相近,由于雷擊浪涌發(fā)生器發(fā)出的電流精度低,因此無(wú)法做精度的對(duì)比。在輸出5007A電流時(shí),PFN放電波形的上升沿時(shí)間為6.84μs,此時(shí)大功率脈沖電流測(cè)量傳感器依然能夠?qū)⑵洳ㄐ瓮暾牟杉?/p>
經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,對(duì)大功率脈沖電流測(cè)量傳感器的精度、穩(wěn)定性、響應(yīng)時(shí)間和電流幅值測(cè)量范圍進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過(guò)測(cè)試可以得出大功率脈沖電流測(cè)量傳感器的響應(yīng)時(shí)間在10μs以下,重復(fù)精度在0.07%以內(nèi),在頻帶測(cè)量范圍為0~10kHz,電流測(cè)量幅值在5000A以內(nèi)時(shí),其測(cè)量精度在0.3%以內(nèi)。
安泰ATA-3090電壓功率放大器:
圖:ATA-3090電壓功率放大器指標(biāo)參數(shù)
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本文實(shí)驗(yàn)案例參考自知網(wǎng)論文《大功率脈沖電能源高精度測(cè)試技術(shù)研究》
詞條
詞條說(shuō)明
高壓放大器在微機(jī)電工程中有許多重要的應(yīng)用。微機(jī)電工程是一種利用微電子加工技術(shù)制造微米級(jí)或納米級(jí)機(jī)械結(jié)構(gòu)并與電子元件集成的領(lǐng)域。高壓放大器在MEMS領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵的作用,下面將介紹幾個(gè)高壓放大器在MEMS工程中的應(yīng)用。MEMS驅(qū)動(dòng)器:MEMS驅(qū)動(dòng)器常用于控制微型執(zhí)行機(jī)構(gòu),如電磁閥、噴墨頭、微型鏡片等。這些微型執(zhí)行機(jī)構(gòu)通常需要高電壓信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)正常的工作,并實(shí)現(xiàn)精密的控制。高壓放大器能夠?qū)⒌碗妷盒盘?hào)放大
功率放大器在光纖白光干涉的微振動(dòng)**測(cè)量中的應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)名稱:功率放大器在光纖白光干涉的微振動(dòng)**測(cè)量中的應(yīng)用研究方向:干涉型光纖振動(dòng)傳感。提出了一種基于壓縮傳感?(Compressed sensing) 原理的光纖白光干涉動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)(CS-WLI)。法布里-珀羅振動(dòng)傳感器隨時(shí)間變化的干涉光譜被認(rèn)為是關(guān)于激光波長(zhǎng)和時(shí)間的二維 (2D) 信號(hào),可以在測(cè)量過(guò)程中使用可編程半導(dǎo)體激光器進(jìn)行壓縮采樣。CS重構(gòu)后的光譜采樣率等于隨機(jī)波長(zhǎng)調(diào)制頻率。
高電壓功率放大器基于超聲生物效應(yīng)的裝置研究應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)名稱:高壓放大器基于超聲生物效應(yīng)的裝置及動(dòng)植物的早期發(fā)育應(yīng)用初步研究實(shí)驗(yàn)?zāi)康模航柚暣碳ぜ?xì)胞的生物學(xué)機(jī)制,設(shè)計(jì)并制作出一種能夠應(yīng)用于一般生物實(shí)驗(yàn)室,能實(shí)現(xiàn)對(duì)不同頻率、功率、作用時(shí)間和占空比等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)的超聲細(xì)胞生長(zhǎng)裝置。本裝置在設(shè)計(jì)之初就兼顧了水溫控制、循環(huán)水泵流速控制、換能器排列與驅(qū)動(dòng)、裝置顯示界面設(shè)計(jì)及裝置封裝等工藝。實(shí)驗(yàn)裝備:超聲波換能器,水域槽,培養(yǎng)皿,信號(hào)發(fā)生器,高壓放大器,超聲
高壓放大器是一種廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備和工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的電路,它可以將輸入信號(hào)放大到高電壓高電流的輸出端。在超聲馬達(dá)中,高壓放大器可以起要的作用,下面將詳細(xì)介紹其應(yīng)用。醫(yī)療設(shè)備:超聲波技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,如超聲診斷、超聲和超聲**等。高壓放大器在這些設(shè)備中起到了關(guān)鍵作用,能夠提供足夠的電壓放大和驅(qū)動(dòng)力,以產(chǎn)生高頻率和高能量的超聲波。這些超聲波可以用于圖像生成、組織切割和焦點(diǎn)聚集等操作,從而實(shí)
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