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60KA双环全自动平衡直流电流比较仪

作 者: 吴琳
导 师: 任士焱
学 校: 华中科技大学
专 业: 电气信息检测技术
关键词: 双环全自动 粗调 细调 达林顿模块 电机控制电路 自校 不确定度
分类号: TM933.113
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 23次
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内容摘要


直流大电流现今被广泛的应用于电解电化行业和电力行业,随着直流大电流越来越大范围的被使用,相应的也就要求有性能更好的直流大电流计量装置的出现。因此,研制测量范围更广、抗干扰防护能力更强、精度更高、稳定性更好的计量标准装置的要求变得越来越迫切。本课题所研究的内容——60KA双环全自动平衡直流电流比较仪,是科研专项项目“直流大电流计量标准装置的研究(编号200710-107)”的核心部分,属于公益性行业项目,该项目受国家质检总局资助。通过对国内外各种方案的比较和研究,最终确定了基于磁势平衡原理,以磁调制器为核心的电流比较仪设计方案,偏置回路和反馈回路构成双环全自动平衡反馈系统。本文首先概括了整个60KA直流电流比较仪的系统工作原理,接着详细介绍了磁调制器的工作原理、反馈系统和偏置系统双环全自动跟踪平衡原理。然后探讨了反馈系统的设计思想,包括交流放大部分、二阶有源滤波部分、相敏解调部分、直流放大部分和功率放大部分。重点讨论了偏置系统的粗调电路:三相自耦调压器和电机控制窗口电路;细调电路:达林顿模块和电流调节电路,以及偏置回路驱动电源等部分的设计。在讨论了比较仪的工作原理和设计思想后,对调试反馈系统和偏置系统过程中所遇到的关键技术问题进行深入探讨。讨论了反馈系统①如何保持稳定可靠运行;②如何减小零点;③如何减小温度漂移的影响从而控制零点稳定;④如何提高开环灵敏度;⑤如何提高整个闭环系统的精度等问题。也探讨了偏置系统快速且较精确自动跟踪被测电流的实现方法。继而本文提出了计量标准装置的自校方法,通过与多种已存在的标准进行比对,并对试验数据进行误差和不确定的分析,我们得出结论:该60KA双环全自动直流大电流计量标准装置完全满足国家对计量标准装置精度的要求。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-14
  1.1 直流大电流计量的研究意义  9-10
  1.2 直流大电流的应用及发展概况  10-11
  1.3 本课题所研究的项目介绍  11-12
  1.4 本文主要内容及结构安排  12-14
2 60KA 直流电流比较仪工作原理的研究  14-23
  2.1 装置整机系统工作原理  14-18
  2.2 偏置系统工作原理  18-21
  2.3 反馈系统工作原理  21-22
  2.4 主要性能指标  22
  2.5 章节小结  22-23
3 60KA 直流电流比较仪的硬件设计  23-39
  3.1 磁调制器的设计  23-26
  3.2 偏置系统硬件电路设计  26-34
  3.3 反馈系统硬件电路设计  34-38
  3.4 章节小结  38-39
4 关键技术指标的实现  39-43
  4.1 提高精确度的方法措施  39-41
  4.2 提高灵敏度的方法措施  41
  4.3 提高稳定性的方法措施  41-42
  4.4 章节小结  42-43
5 自校方法的选择  43-53
  5.1 电压比对自校法  43-46
  5.2 电流对接自校法  46-49
  5.3 小电流测差自校法  49-52
  5.4 章节小结  52-53
6 误差及不确定度分析  53-59
  6.1 误差分析  53-55
  6.2 试验数据不确定度分析  55-58
  6.3 章节小结  58-59
7 总结与展望  59-61
  7.1 全文总结  59-60
  7.2 展望  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-66
附录1 作者在攻读硕士学位期间发表的论文  66

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气测量技术及仪器 > 电数量的测量及仪表 > 电流测量及仪表 > 电流标准 > 电流比较仪
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