电浪涌发生器校准方法及不确定度分析

Ｃａ ｌ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ａ ｎ ｄ Ｕｎ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｔ ｙ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｓ ｕ ｒ ｇ ｅ Ｇｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ
Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ Ｗｅ ｉ ｈ ｕ ａ Ｃ ｈ ｅ ｎ Ｑ ｉ ｎ ｇ ｘ ｉ ｏ ｎ ｇ Ｓ ｏ ｎ ｇ Ｙ ｉ ｎ ｇ ｃ ｈ ａ ｏ
中规定 ， 在校 准 电流 半 峰 时 间时 ， 线 地 耦 合 时 标 称 值 为
２ ５ｉ ｘｓ 。
２ 测 量不确 定度
ຫໍສະໝຸດ Baidu
器带 宽 ≥４ ０ ０ ＭＨ ｚ的 要 求 。高 压 衰 减 探 头 为 安 捷 伦 Ｎ ２ ８ ９ １ 高 压差 分探 头 ， 衰 减 比为 １ ０ ０ ： １和 １ ０ ０ ０： １两档 ，
Ｊ Ｊ Ｆ ３ ０ ８ ０ ３—２ ０ ０ ７中对 高 压 衰 减 器 带 宽 ≥２ Ｍ Ｈｚ的要 求 。 电流探 头 为 美 国皮 尔 逊 公 司 的 ４ １ １ ， 工 频 最 大有 效 电流 ５ ０ Ａ， 最大 峰值 电流 ５ ０ ０ ０ Ａ。
１ ． ３ 校 准过程
校 准开路 电压 时 ， 示 波 器应 采 用 快捷 菜 单 同 时 必须
减 器 。注意在 测量 短路 电流时 ， 耦 合方 式为差 模式 ， 其 阻 抗为 ２ ｎ， 耦合 方式 为共模 时 ， 其 阻抗 为 １ ２ ｎ， 测量 时 注意
电流 的换算 。特 别 注 意 的是 ， 根据 Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ７ ６ ２ ６ ． ５—２ ０ ０ ８
１ ． ２ 校准设 备 本 文所 介绍 的 电浪 涌发 生器 校准方 法主要设 备 采用 的是 Ｋ Ｅ Ｙ Ｓ Ｉ Ｇ Ｈ Ｔ公 司的 Ｄ Ｓ Ｏ—Ｘ ４ １ ０ ４ Ａ数 字示 波器 ， 带 宽１ Ｇ Ｈ ｚ ； 采样 ５ Ｇ ｓ ａ ／ ｈ ， 满足 Ｊ ｊ Ｆ ３ ０ ８ ０ ３中标 准器 数字 示波
（ １ ０ ％ ～ ５ ０ ％） 。
选择共模耦合时 ， 高压探头接发生器的 Ｌ和 Ｐ Ｅ 。注意在 校准 电压 半 峰 时 间 时 ， 线 地 耦 合 时标 称 值 是 （ ２ ５—６ ０ ）
ｓ 。校 准短路 电流 时 ， 将脉 冲输 出端短接 ， 其 短接线 要穿
过 电流探 头 ， 电流 探 头 的输 出 阻抗 是 ５ Ｏ ｎ， 电 流 探 头 的 Ｂ Ｎ Ｃ端接 示波器 的 １ 或 者 ２通道 。为 了与示 波器 的 ５ ０ １ ２ 阻抗 相 匹配 ， 必 须 串接 一个 或者两个 同轴 衰减器 ， 此 系统 实 验证 明 电压 在 ２ ０ ０ ０ Ｖ 以上需 要 串联 两个 ２ ０ ｄ ｂ同轴 衰
在触 发栏 内选 择 “ 边缘” ， 不 能 使 用 自动 出发 功 能 ， 否则
Ｘ ４ １ ０ ４的数字 实时 示波 器 技 术指 标 ， 垂 直 电压 测 量 误 差 为± ０ ． ４ ４ ％， 取 概率 因子 为√ ３ ， 当测 量 电压 为 ２ ０ ０ ０ Ｖ时 ，
１ 校 准方 法
两 个接 头分别 接发 生器 的 Ｌ和 Ｎ或 者 Ｌ和 Ｐ Ｅ端 。 当浪
１ ． １ 校准参 数
根据 Ｊ Ｊ Ｆ ３ ０ ８ ０ ３ —２ ０ ０ ７ 电浪 涌 发 生 器 和 Ｇ Ｂ ／
涌发 生器选择 差模耦 合 时 ， 高压 探头接 发生 器 的 Ｌ和 Ｎ，
Ｔ １ ７ ６ ２ ６ ． ５—２ ０ ０ ８电磁兼 容 试 验 和测 量 技 术 浪 涌 （ 冲击 ） 抗扰 度 ， 浪涌校 准参 数 包括 ： 开 路 电压 峰值 、 开 路 电压 波 前时间、 开路 电压半 波 时 间 、 短路 电流 峰值 、 短 路 电流 波 前 时 间和短路 电流半 波 时间 。其 中开 路 电压波前 时 间的 定义为 Ｔ ． ＝１ ． ６ ７： ｌ ： （ ３ ０ ％ ～ ９ ０ ％） ， 开路 电压 半 波 时 间 定义为 Ｔ （ ３ ０ ％～ ５ ０ ％） ， 短路 电流波 前 时 问定 义为 Ｔ ＝ １ ． ２ ５￥Ｔ（ １ ０ ％ 一９ ０ ％） ， 短 路 电 流 半 波 时 间 定 义 为
定度来源 ， 根据 来源评定各个参数的测 量不确定度 。
关键词 ： 浪涌 ； 校准 ； 不 确 定 度 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｂ ９ 文献标识码 ： Ａ 国 家标 准 学 科 分 类 代码 ： ４ １ ０ ． ５ ５
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ ５ ９ ８ ８ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． １ ０ ０ ４－ ６ ９ ４ １ ． ２ ０ １ ７ ． １ １ ． ０ ４ １
额 定 差 分 电 压 范 围 为 ±７ ０ ０ ０ Ｖ， 带宽 ７ ０ Ｍ Ｈｚ ， 满 足
２ ． １ 开路输 出 电压 峰值 校准结 果不确 定度
开路输 出电压峰值 校准结 果不 确定度 主要来 源 于 以
下几 个方 面 ： 数 字示波 器 电压 测量 准确度 、 高压 探头 衰减 器 的准确 度 和测 量 重 复 性 。下 面 以 ２ ｋ Ｖ 为例 进 行 不 确 定度 分析 。 ２ ． １ ． １ 数字 示波 器 电压 测量 准确度 引入 的分量 实 验室 选 取 Ｋ Ｅ Ｙ Ｓ Ｉ Ｇ Ｈ Ｔ 公 司生 产 的型 号 为 Ｄ Ｓ Ｏ—
张卫 华 等 ： 电浪 厢发 生 器校 准 方 法及 不 确定 度 分 析
电 浪 涌 发 生 器 校 准 方 法 及 不 确 定 度 分 析
张 卫 华 陈庆 雄 宋 颖 超
（ 湖南省计量检测研究 院环境 与电磁兼容所 ， 湖南 长沙 ４ １ ０ ０ １ ４）
摘 要： 根据 Ｊ Ｊ Ｆ ３ ０ ８ ０ ３— ２ ０ ０ ７和 Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ７ ６ ２ ６ ． ５ — ２ ０ ０ ８的要求 ， 本文详细介绍 了电浪涌发生器 的校准方法。分析该校准系统在校准各个参数 过程 中的不确