高壓衰減棒校準方法研究和不確定度評定

摘要：本文介紹了高壓衰減棒的校準方法和不確定度評定，解決了高壓衰減棒的基本量溯源問題，為該儀器的校準提供了實踐依據。

關鍵詞：高壓衰減棒；校準；不確定度評定

高壓衰減棒（High Pressure Probe）是高壓測量領域應用非常廣泛的儀器，它用于測量交直流高電壓和（或）脈沖高壓，并將高電壓信號按比例衰減為低電壓信號。迄今為止，國家還未出臺相關的對應于該儀器的校準規范，本文從實際工作出發，介紹了對于該儀器基本的校準方法，為該儀器的校準提供依據。

1 校準方法

1.1 直流衰減比

（1）校準方法主要為直接高壓輸出、終端設備監測的方式，儀器連接如圖1所示。

直流高壓源直流電壓輸出高壓衰減棒匹配負載直流電壓表或示波器

（2）按圖1所示，通過直流高壓源輸入直流高壓UIN，從直流電壓表或者示波器讀出所測量電壓實際值UOUT。考慮到衰減棒的輸出電阻與直流電壓表的輸入電阻不一定一致，所以在探頭輸出端接入電壓表時，需確保直流電壓表的輸入電阻與衰減棒的輸出電阻匹配。衰減棒的直流電壓衰減比：

K= UIN/U OUT

式中：K—衰減棒的直流電壓衰減比；UIN—衰減棒輸入電壓；U OUT—衰減棒輸出電壓。通過上述試驗，完成輸出電壓的檢測，根據衰減比計算公式，計算出衰減棒的實際衰減比。

2 直流電壓衰減比測量結果的不確定度評定

2.1 不確定度來源

a） 測量重復性；b） 直流高壓源輸出直流高壓最大允許誤差；c） 直流電壓表測量最大允許誤差；d） 匹配電阻引入的不確定度。

2.2 測量標準

a）標準電阻分壓器，量程范圍：DCV 0～±40kV，準確度等級： 0.05 級；b）數字多用表，型號：34401A，直流電壓在0～10V量程上的誤差為：δ=±（讀數×0.0035%+量程×0.0005%）。

2.3 建立數學模型

Δ=UxUs

式中：Δ—被檢高壓衰減棒的測量誤差；Ux—被檢高壓衰減棒的指示值；Us—標準數字多用表的指示值。

由于Ux和Us相互獨立，靈敏洗漱、、系數分別為1和1，所以：

u（c）=u（A）2+u（B）2

2.4 標準不確定度評定

（1）重復測量引入的測量結果A類相對不確定度uArel評定。對被測衰減棒某設定值，如：10kV，連續測量10次，將數據記錄在表格C.1中。

2.5 不確定度合成

（1）不確定度分量綜合表

3 結語

本文給出了一種高壓衰減棒的校準方法和測量不確定度評定，操作簡單可靠，可有效開展高壓衰減棒的校準工作。

參考文獻：

[1]JJF 14372013 示波器電壓探頭校準規范.

[2]JJF 1059.12012 測量不確定度評定與表示[S].

作者簡介：丁鵬程（1991），男，江蘇南通人，本科，研究方向：靜電高壓。