一种用于高压损耗计量的精密相位测量装置

为解决高压损耗计量标准中低功率因数相位差测量问题,研究了一种基于双通道数字采样的精密相位测量装置,该装置主要由数字化仪、自动通道切换装置和基于傅立叶变换的幅值相位测量软件实现相位测量功能,通过分压器和分流器扩展量程范围,装置通过自动切换装置自动校准,可修正采样装置的系统误差,并且可在低功率因数下验证测量误差指标,在50 Hz工频相位测量不确定度优于0.0005°.

基于约瑟夫森量子电压的谐波电压测量方法研究

约瑟夫森量子电压目前大多应用于正弦信号的测量,极少有针对谐波信号的研究。对可编程约瑟夫森电压基准应用于谐波检测的可行性进行了研究,实现谐波电压向量子电压过渡。在使用阶梯波交流量子电压进行谐波电压测量时,由于过渡过程和吉布斯现象的存在,部分数据出现较大波动;若将该部分处于过渡过程的数据纳入傅里叶变换,会导致恢复得到的信号幅值和相位失真。针对这一问题,提出了一种新的谐波电压计算方法:加权傅里叶变换。该方法通过将处于过渡过程的数据权重置零的方式,实现了谐波电压的准确测量。实验结果表明,谐波电压幅值和相位测量结果较理想,幅值测量标准差均小于1μV,相位测量标准差均小于15μrad。

基于可编程SNS型约瑟夫森结阵的驱动系统研究

文章基于可编程SNS型约瑟夫森结阵,研究了一种交流量子电压驱动方法。该方法根据结阵的I-V特性,通过控制各段结阵的偏置状态及组合方式,实现交流量子电压的合成。采用电压源驱动方式,将节点电流分析法应用在偏置电路参数计算中,设计了偏置模块,搭建了交流约瑟夫森量子电压驱动系统。实验结果表明,该系统偏置电流的建立时间为1.27μs,稳定性优于6 n A/min,输出电流分辨率可达0.01 m A,可以合成频率为50 Hz、每周期40个采样点、有效值为1 V的交流约瑟夫森量子电压信号。

基于SNS型双路约瑟夫森结阵驱动方法研究

根据SNS型双路约瑟夫森结阵的驱动原理以及结阵分段特点,提出了平衡三进制驱动算法,实现了双路约瑟夫森结阵偏置状态的快速计算。根据约瑟夫森结阵的偏置状态以及组合方式,采用节点电压法,准确合成了双路阶梯波交流量子电压的台阶电压值,最终实现了最小分辨率为2个结,有效位为15位的交流量子电压输出。双路交流量子电压互测实验结果表明,合成交流量子电压的最大误差为0.06μV,双路信号同步性测试实验中,两个通道的相位差为-0.01μrad,证明了合成双路交流量子电压具有较高的幅值准确度和相位同步性。

直流光纤电流互感器谐波测量误差机理及改善

研究了直流光纤电流互感器(DC FOCT)谐波测量误差的产生机理及性能改善方法,建立了互感器闭环信号检测系统和滑动平均输出滤波器的离散域数学模型,对互感器的频率响应特性进行了仿真分析。研究表明,闭环信号检测系统的前向增益和输出滤波器的阶数是影响谐波电流测量准确度的主要因素;在闭环稳定的前提下增大前向增益,同时降低输出滤波器的阶数,可有效减小谐波电流的测量误差。搭建了DC FOCT谐波电流测量误差测试平台,实验结果表明,在50~1200Hz范围内,样机测量误差不超过0.5%,带宽大于10kHz。