低频电流比较仪控制系统的研究

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随着科技的发展,实现任意比例的电流比较仪在精密电磁测量中起着重要的作用。DCC、CCC、磁调制电流比较仪都能实现任意电流比例的输出,但是DCC仅限于直流,局限性使得交流信号和低频信号不能得到利用。而CCC使用了SQID、超导屏蔽和超导线圈,超导元器件的工作条件是非常严谨的,要求在液氦在4.2k的温度下进行。以目前的技术水平而言,液氦费用是相当高的,而且低温电流比较仪的设备不方便移动,现在只能在中国计量科学研究院内进行低温电流比较仪对电阻的比对实验,很难得到大范围的推广。这就使得CCC的进一步推广有一定的困难。磁调制电流比较仪的缺点是监视安匝平衡的技术不够完善且容易漏磁。可见,如何解决精确且方便利用推广已成为电磁测量技术发展的一个瓶颈。电流比较仪电阻电桥平衡的条件是主回路测量电阻和从测量回路电阻的电压降相等,即电阻与电流之比成反比。目前常见的比如如高联的比较仪、MI的比较仪,但他们对材料要求相当的严格,而能制造出他们需要的材料的厂商可谓是屈指可数。所以该类设备非常的昂贵且很难全面的得到大范围的推广。此外直流信号会受到低噪声的干扰、直流漂移的影响以及珀耳帖效应的热效应的影响。基于以上现状,我们提出了一种新的构思,采用低频交流测量技术来提高分辨率和精度。设计并制造了基于在室温下工作的电流比较控制系统,一种用于低频(0-20 Hz)电阻比测量的新型交流电桥。该电流比较器,在静电和磁屏蔽罩内安装了一个调谐检测线圈,通过校正线圈微调幅和调相,以达到电阻电桥的平衡。本文构造了100:1的电流比较器,分别测试了在0Hz、1Hz、2Hz、5Hz、10Hz、20Hz低频情况下,原边和副边的标准电阻产生电压降的差值,经过实验和数据证实其稳定性相对不确定度低于10-5。这些测量的数据是国家计量单位在电阻比例测量的突破,也是一种新的电阻电桥方式,便于携带,便于推广。
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