[發明專利]一種電壓比例器及其相角偏差的自校驗裝置和方法

在審

• 申請號: 201510043846.8
• 申請日: 2015-01-28
• 公開（公告）號: CN104614566A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 潘仙林;張江濤;石雷兵;劉文芳;靳振宇;隋來志;馬雪鋒;谷揚
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: G01R15/04
• 分類號: G01R15/04;G01R35/02
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 郭韞

技術領域

本發明涉及電壓比例分壓測量技術領域，尤其涉及一種電壓比例器及其相角偏差自校驗裝置和方法。

背景技術

寬頻功率國家基準建立及其量值溯源研究是目前國際上在交流電量領域的研究熱點，其中電壓比例相角偏差的準確校驗是關鍵的技術難點。國際上普遍采用電阻分壓器和感應分壓器作為電壓比例器，將被測交流電壓衰減至便于采樣的信號。然而對于目前已有的電壓比例器，尤其是感應式分壓器主要應用于較低頻率量程，但對于高頻電壓輸入信號而言，需要迫切尋找一種新的電壓比例結構及其誤差校驗裝置，滿足寬頻電壓信號采集過程。

常用的電阻式分壓器比例誤差主要來自于電阻元件自身的寄生參數、元件與結構之間分布電容及輸出端負載誤差等影響，且其相角偏差隨著頻率的升高而逐漸增加。受這些影響因素的限制，在電壓比例誤差校驗過程中造成較大的測量誤差，無法滿足目前在寬頻交流電壓比例量值溯源需求。

發明內容

本發明的特征和優點在下文的描述中部分地陳述，或者可從該描述顯而易見，或者可通過實踐本發明而學習。

為克服現有技術的問題，本發明提供一種電壓比例器，其特征在于，包括：

輸入端N型連接器，包含外圓連接件以及位于該外圓連接件內部的芯；

輸入端低端銅蓋，其中心設有通孔，用于安置該輸入端N型連接器，且該輸入端低端銅蓋與該輸入端N型連接器的外圓連接件相連；

輸出端N型連接器，包含外圓連接件以及位于該外圓連接件內部的芯；

輸出端低端銅蓋，其中心設有通孔，用于安置該輸出端N型連接器，且該輸出端低端銅蓋與該輸出端N型連接器的外圓連接件相連；

圓筒型金屬外殼，一端與該輸入端低端銅蓋相連，另一端與該輸出端低端銅蓋相連；

并聯電阻盤，其上設有高端區、低端區、絕緣區以及橋接在該高端區與低端區之間的多個電阻；其中，該絕緣區位于該高端區與低端區之間，用于隔離高端區與低端區，該低端區上設有多個固定孔，用于通過金屬支柱與該輸出端低端銅蓋相連；

串聯電阻電路，一端與該輸入端N型連接器的芯相連，另一端與該并聯電阻盤的高端區相連。

根據本發明的一個實施例，該并聯電阻盤位于該圓筒型金屬外殼的內部，且該并聯電阻盤為圓盤結構，該高端區位于圓盤結構的中心，該絕緣區為圓環狀，環繞該高端區；該絕緣區的邊界至該圓盤結構的邊緣為低端區。

根據本發明的一個實施例，該高端區、低端區、絕緣區的對稱中心重合。

根據本發明的一個實施例，該并聯電阻盤上的電阻的數量為Y，該串聯電阻電路上的電阻的數量為X，由該輸入端N型連接器輸入的電壓值與由該輸出端N型連接器輸出的電壓值之間的比例為(XY+1):1。

根據本發明的另一個方面，提供一種電壓比例器的其相角偏差自校驗裝置，其特征在于，包括：

第一電壓比例器，為上述任一電壓比例器，其中該并聯電阻盤和串聯電阻電路中的電阻的阻值的R₁；

第二電壓比例器，為上述任一電壓比例器，其中該并聯電阻盤和串聯電阻電路中的電阻的阻值的R₂＝nR₁；

交流電壓源，與該第一電壓比例器以及第二電壓比例器相連；

第一緩存器，與該第一電壓比例器相連；

第二緩存器，與該第二電壓比例器相連；

指零儀表，與該第一緩存器與第二緩存器相連。

根據本發明的一個實施例，該交流電壓源的高端與該第一電壓比例器以及第二電壓比例器中的輸入端N型連接器的芯相連；該交流電壓源的低端與該第一電壓比例器以及第二電壓比例器中的輸入端N型連接器的外圓連接件相連。

根據本發明的一個實施例，該第一電壓比例器與第二電壓比例器的電壓比例值相同。

根據本發明的一個實施例，該第一電壓比例器中并聯電阻盤上的電阻與該第二電壓比例器中并聯電阻盤上的電阻數量相等；該第一電壓比例器中串聯電阻電路上的電阻與該第二電壓比例器中串聯電阻電路上的電阻數量相等。

根據本發明的又一個方面，提供一種電壓比例器的相角偏差自校驗方法，其特征在于，包括步驟：

采取阻值為R₁的電阻制成第一電壓比例器，采取阻值為R₂的電阻制成第二電壓比例器，該第二電壓比例器與該第一電壓比例器具有相同的結構以及電壓比例值(XY+1):1，且R₂＝nR₁；