交直流仪表现场标准源可以用来检定测试交直流电压表、电流表和单相、三相有功功率表、无功功率表、相位表、功率因数表、频率表等多种工频仪表及电量变送器。该系统具有体积小、重量轻、操作方便等特点，特别适合现场使用。同时该系统具有功能多、准确度高的优点，也适合实验室使用。该系统性价比高、一机多能，市场前景十分看好。
1 主要特点
（1）多功能、高准确度、大功率，可广泛应用于检定各种工频仪表。
（2）输出电压、电流、相位、功率因数、频率等均为软件启动，量程可自动或手动切换，对负载冲击小。
（3）电压、电流、相位、功率因数、频率等均可逐位调节，连续步进，并有满度和清零键，使用方便。
（4）具有过流、过压自动保护、自动复位的功能。
（5）320X240LDC大屏幕显示，可同时显示输出电压、电流、相位、功率因数、频率等参数，并且可显示所调节的值的相对误差和绝对误差。
（6）具有外部校准功能，可保持校准后的准确度。
2 技术指标
（1）输出频率范围：40.00~65.00Hz，准确度±0.02%，调节细度：0.01Hz。
（2）输出交流电压范围：A相15~660V，分为150V、250V、400V、600V四个量程；B、C相为15~440V。分为150V、250V、400V三个量程。
（3）输出直流电压范围：10mV~660V，分为75mV、200mV、2V、10V、150V、250V、400V、600V八个量程。
（4）输出交流电流范围：50mA~33A，分为500mA、1A、5A、30A四个量程。
（5）输出直流电流范围：5mA~22A，分为20μA、200μA、2mA、20mA、500mA、1A、5A、20A八个量程。
（6）输出交直流电压、电流调节细度，优于1×10-5，六位数字逐位调节， 每个量程均可在0~110%之间调节。
（7）交流电压、电流移相范围:0.00～359.99°，调节细度0.01°，准确度±0.05°。
（8）交流电压、电流、功率(PF=1)准确度：0.05%。
（9）直流电压准确度：0.02%。
（10） 直流电流5A~20mA； 量程准确度：0.02%；其他量程准确度：0.05%。
（11）交流电压、电流输出额定功率：30W。
（12）测量时间范围:1ms~100s，准确度:±0.1ms。
（13）可以加2~20次谐波。幅度为基波0~30%。
图1 交直流仪表现场标准源直流原理图
图2 电压幅值控制原理
3 工作原理
此仪表的直流部分原理见图1，交流部分见图3。下面从交流幅值控制原理、交流相位控制原理、直流电压控制原理及直流电流幅值控制原理分别进行分析。
3.1 交流幅值控制原理
图3 交直流仪表现场标准源交流原理图
交流电压幅值控制过程见图2。
在稳态时，输出电压
其中B包括放大器衰减系数和交直流转换系数，从上式可以看出输出电压的稳定度，取决于直流基准及放大器衰减系数和交直流转换系数。直流基准的稳定度优于10×10-5，放大器衰减系数和交直流转换系数优于20×10-5，输出电压的稳定度优于20×10-5。只要稳定度达到了要求，通过校准可使电压准确度保证在0.05级。
同样原理，按上述方法也可以使电流准确度保证在0.05级。
3.2 交流相位控制原理
从上面的分析可以看出对电压、电流的控制只能对其幅值进行控制，对其相位没有控制作用，对电压、电流的相位采取单独一套控制系统，见图4。
图4 相位控制原理
电压、电流分别经过过零电路和整行电路变成方波信号，电压方波信号直接加到鉴相器中，电流方波一路经过反相器加到门控电路中，另一路直接加到门控电路中，门控电路加到鉴相器中。当电压、电流相位在180～360°之间时，门控电路控制电压、电流直接进行鉴相；当电压、电流相位在180°以内时，门控电路控制电压和电流的反向信号进行鉴相，这时的鉴相值应减去180°。
鉴相器输出的时间间隔信号表示电压和电流的相位差。用12MHz的脉冲测量此信号，测量计数器的值为Nx，则
频率是65Hz，测量分辨率最低0.0019°
频率为40Hz，测量分辨率最高0.0012°
通过测量的相位值调节信号源相位，使相位输出值稳定在设定值，由于测量分辨率较高，通过单片机很容易把相位控制在±0.05°以内。 |
