[其他]測定交流校準(zhǔn)誤差的方法和儀表以及采用有交流校準(zhǔn)誤差的器件的儀表

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 88103246
• 申請日: 1988-05-19
• 公開（公告）號: CN88103246A
• 公開（公告）日: 1988-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 拉利·愛德華·?？藸査雇?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 約翰弗蘭克制造公司
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00;G01R19/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 曹濟(jì)洪,許新根

本專利申請書是本申請人一九八七年元月二十九日申請、申請順序號為008，234、標(biāo)題為“內(nèi)部校準(zhǔn)電氣校準(zhǔn)器的儀表和方法”的同時待審、一般轉(zhuǎn)讓的申請書的部分繼續(xù)申請部分。

本發(fā)明總的說來涉及一種測定校準(zhǔn)交流輸出信號發(fā)生器件或交流信號幅值測定器件中的電路所引起的作為頻率的函數(shù)的誤差值的方法和儀表，還涉及包括誤差測定電路的儀表。

對某種設(shè)備來說，往往需要對該設(shè)備所使用的電路所引起的作為頻率的函數(shù)的誤差值進(jìn)行測定。這種電路通常還應(yīng)用于一些幅值范圍。例如，獲取加到待校準(zhǔn)的交流電壓表的交流校準(zhǔn)電壓用的校準(zhǔn)器就包括一些受可變頻率交流源的控制的可變增益放大器。放大器的增益系作為校準(zhǔn)器交流輸出信號范圍的函數(shù)而變化，振蕩器的頻率則作為所要求的校準(zhǔn)器輸出頻率的函數(shù)而變化。在上述同時待審的專利申請所具體公開的校準(zhǔn)器中，幅值和頻率的范圍分別在200毫伏與1，100伏之間和10赫與1兆赫之間。

許多交流電壓表也裝有類似的可變增益放大器，目的是使這些放大器在寬的幅值和頻率范圍內(nèi)（例如200毫伏與1，100伏之間以及10赫與1兆赫之間的頻率）受交流電壓的控制。交流測量儀表中使用的放大器應(yīng)能把加到儀表輸入端的交流電壓放大到接在放大器輸出端的交流變直流的精密檢測器所能處理的電平。檢測器通常只能在放大器交流輸出電壓較窄的范圍內(nèi)（例如0至20伏）精確處理電壓。因此放大器必須能在寬范圍的輸入幅值和頻率下提供交流輸入信號的增益和衰減。

校準(zhǔn)器和交流電壓表中所使用的可變增益放大器采用一些作為放大器待處理的電壓范圍的函數(shù)按不連續(xù)梯級方式變化的電阻器，作為其對增益起決定作用的元件。放大器不同，其電阻器的電阻值也不同，且阻值作為時間、溫度和其它環(huán)境因素的函數(shù)而變化。電阻器的不同阻值改變著與該電阻器有關(guān)的放大器的增益，因而各放大器某特定幅值的輸出電壓值與理論值不同。因此改變校準(zhǔn)器和電壓表中所使用的可變增益放大器的輸出電壓的幅值會導(dǎo)致校準(zhǔn)器加到在校準(zhǔn)中的測量儀表的校準(zhǔn)電壓幅值和測量儀表的輸出讀數(shù)產(chǎn)生誤差。

應(yīng)用于校準(zhǔn)器和測量儀表中供定量程用的（即定標(biāo)用的）放大器也具有可變幅值對頻率的響應(yīng)關(guān)系。各放大器包括分布電抗，這些電抗通常取分路電容器的形式，具有使放大器輸出電壓隨頻率的增加而下降的趨勢。為使校準(zhǔn)器產(chǎn)生準(zhǔn)確的交流輸出且使交流電壓表產(chǎn)生準(zhǔn)確的讀數(shù)，需要測定各放大器和校準(zhǔn)器與電壓表中其它諸電路的幅值對頻率的響應(yīng)特性。

過去采用既費時又易出誤差的許多開關(guān)和復(fù)雜的手動操作來測定不同范圍的校準(zhǔn)誤差和交流校準(zhǔn)器與交流電壓表中所使用的電路的頻率。開關(guān)的有關(guān)的電壓降使多個開關(guān)的使用給校準(zhǔn)過程帶來了誤差。

因此本發(fā)明的一個目的是提供一種新的經(jīng)改進(jìn)的測定交流校準(zhǔn)器或交流電壓表中所使用的電路的校準(zhǔn)誤差的方法和儀表。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種新的經(jīng)改進(jìn)的能在若干交流電壓和頻率范圍內(nèi)更準(zhǔn)確更容易地測定交流校準(zhǔn)器或交流電壓表中所使用的電路的校準(zhǔn)誤差的方法和儀表。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種新的經(jīng)改進(jìn)的在寬范圍的幅值和頻率內(nèi)精確指示交流電壓值的測量儀表，且校準(zhǔn)誤差系作為儀表量程給定值和加到定標(biāo)電路上的交流電壓頻率的函數(shù)在儀表定標(biāo)電路中加以補(bǔ)償的。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，作為頻率的函數(shù)由獲取校準(zhǔn)交流輸出信號的器件或測定交流信號幅值的器件中所使用的電路所引入的誤差值，是用一精密的傳感器測定的，該傳感器用以獲取幅值與其一輸入的均方根幅值相等的直流輸出。在將傳感器連接得使其受電路輸出的控制時將已知的不同直流電平加到電路的一個輸入端上。直流電平值和電路中各可調(diào)元件的值系控制得使電路給傳感器提供第一范圍的直流信號。第一范圍內(nèi)的信號導(dǎo)致傳感器獲得第二范圍的直流信號。已知的直流電平和可調(diào)元件的值系調(diào)整得使第一范圍中的各信號可以認(rèn)為是具有在傳感器能處理的值的范圍內(nèi)的預(yù)定值。將第二范圍內(nèi)各信號的實際值與第二范圍內(nèi)各信號的假定值進(jìn)行比較以獲取直流電平和可調(diào)元件各值的直流校準(zhǔn)誤差的數(shù)字顯示。

在將傳感器連接得使其受該電路輸出的控制時，將恒幅值交流源在某一頻率范圍的各頻率下加到電路的輸入端。其中一個頻率是電路中各電抗元件對電路輸出幅值的影響可忽略不計時的頻率。將頻率范圍內(nèi)所有頻率下傳感器輸出的幅值與某一頻率下傳感器的輸出進(jìn)行比較，以便在該頻率范圍內(nèi)各頻率下獲取恒定幅值的交流校準(zhǔn)誤差的數(shù)字顯示值。將精密傳感器某已知的校準(zhǔn)誤差與直流校準(zhǔn)誤差及交流校準(zhǔn)誤差結(jié)合起來，以求出電路在交流輸入端的各若干頻率位置的校準(zhǔn)誤差。電路校準(zhǔn)誤差可以使交流輸出更精確地測定出來，或使交流信號更精確地測定出來。