除颤器分析仪校准装置的研究

除颤器作为一种心脏急救设备,临床应用事关患者的生命安全,为保证除颤器各项参数的准确可靠,必须通过检测仪器对其进行定期检测。为确保电除颤脉冲能量的可溯源性和可靠性,文中介绍了一种用于校准除颤器分析仪的集成“源”“表”装置的研制,该装置的设计是为了产生和测量典型的单相和双相除颤脉冲波形。通过同步采样脉冲电压和电流并积分计算能量,实现了从0.1J到360J的脉冲能量测量,测量误差优于±(0.2%E+0.5)J。

光纤电焊电流测量技术研究

针对直流逆变电阻焊机焊接电流精确测量的需求,提出基于光纤电流传感技术的焊接电流测量方法。建立了光纤电流传感器闭环检测系统动态模型,通过优化系统的前向增益,提升了传感器响应速度和带宽。仿真和实验结果表明:传感器的上升时间约为4.1μs,在DC~30 kHz范围内幅频特性衰减小于0.3%。基于该动态模型计算传感器对焊接电流纹波分量的响应,仿真结果表明:系统的动态跟踪能力可满足对纹波电流的测量需求。利用等安匝法对光纤电流传感器进行校准,在直流5~50 kA范围内,传感器的测量误差优于±0.05%。现场实验结果证明了光纤电流传感器用于直流逆变焊接电流测量及电焊电流测试仪现场校准的可行性。

冲击高压分压器高压臂用卡玛丝温度系数影响因素的研究

用于冲击高压分压器高压臂的卡玛丝,需将其均匀密绕于绝缘骨架上,然而,骨架的引入会给卡玛丝的温度系数带来影响。理论和实验证明骨架的热膨胀系数及其几何形状对卡玛丝产生的弯曲应变是改变卡玛丝温度系数的主要影响因素:当骨架的热膨胀系数大于材料本身的热膨胀系数时,温度系数的测量结果会大于电阻丝本身真实的温度系数;弯曲应变会引起K状态结构的破坏,使得电阻值减小。

闭环光纤电流传感器高阶动态模型及仿真

为研究光纤电流传感器脉冲电流测量能力,建立了传感器离散域高阶动态模型,并基于Simulink对传感器阶跃响应及频率响应特性进行仿真分析。结果表明:增大前向增益可提高传感器的响应速度和带宽,但过大的前向增益将会使系统超调振荡;滑动平均滤波器对超调振荡有明显的抑制作用,但同时也会降低系统的响应速度和测量带宽。搭建了频率响应测试平台,在不同的前向增益及滤波器阶数条件下,测试了传感器频率响应特性;基于传感器的相位调制原理引入非互易阶跃相位差,实现了传感器阶跃响应的等效测试。频响特性及阶跃响应特性测试结果与仿真结果具有较好的一致性,证明了模型的准确性。

变压器工频短路电流测量技术研究

针对变压器工频短路电流测量需求,研究了外积分式罗氏线圈技术和光纤电流传感技术。建立了2种传感器的低频数学模型,基于MATLAB/Simulink仿真计算传感器对工频短路电流的响应特性,结果表明:罗氏线圈对工频短路电流的测量精度受其下截止频率影响,下截止频率越低,测量精度越高;光纤电流传感器理论上可以精确复现工频短路电流。采用多种电流传感器进行变压器工频短路电流现场对比测试,结果表明:电流比较仪、光纤电流传感器及下截止频率为0.02 Hz的罗氏线圈测得的电流波形吻合较好,而下截止频率为0.2 Hz的罗氏线圈测量结果出现了明显的偏移,且无法归零,与仿真分析结论基本一致。对于外积分式罗氏线圈,为保证高精度测量,建议下截止频率应低于0.1 Hz;光纤电流传感器具有极好的直流及低频响应特性,是工频短路电流高精度测量的理想方案。

短路试验电流光纤测量技术研究

针对交、直流开关电器短路试验电流校准问题,提出光纤短路电流测量方法。建立了光纤电流传感器低频动态模型,通过时域、频域特性仿真确定了闭环检测系统的参数,并计算了传感器对直流和工频短路电流的响应,结果表明传感器的动态性能能够满足跟踪被测短路电流的要求。搭建了光纤电流传感器校准装置,校准结果表明:在直流5~300 kA、工频5~50 kA范围内,传感器样机的测量准确度优于0.2%。利用光纤电流传感器进行短路电流实验测试,并与目前普遍使用的分流器和罗氏线圈比较,结果表明:对于6~100 kA的直流短路电流,分流器与光纤电流传感器之间的相对误差小于0.3%;对于10~130 kA的工频短路电流,罗氏线圈与光纤电流传感器之间的相对误差不超过0.2%。研究工作为短路试验电流的测量提供了新的解决途径。