用P6015A探头校准电浪涌发生器开路输出电压

　电浪涌发生器是电磁兼容抗干扰试验中用到的重要仪器。它由直流电压发生器、放电开关、波形网络组成。主要用于模拟沿电网传播的电浪涌对电子仪器设备的冲击过程，考察被测试电子仪器设备的抗电浪涌的能力。对电浪涌发生器的校准，依据《GB／T 17626.5-1999》中的规定，主要校准电浪涌发生器开路输出电压和短路输出电流两个参数。本文主要论述用P6015A探头校准电浪涌发生器开路输出电压。

　　1 电浪涌发生器开路输出电压的技术参数

　　校准电浪涌发生器开路输出电压时，同时可以校准开路输出电压脉冲波前时间T1和开路输出电压脉冲半坡时间T2，典型的1.2／50μs开路电压波形技术参数如下：

　　开路输出电压：(0.5～4.0)kV±10％；开路输出电压脉冲波前时间：1.2μs±30％；开路输出电压脉冲半坡时间：50μs±20％；极性：正极性、负极性；等效输出阻抗：2Ω。

　　1.2／50 μs开路电压波形图如图1所示。

　　2 校准方法

　　根据《GB／T 17626.5-1999》中的要求，电浪涌发生器开路状态负载要大于或等于10 kΩ，因此选用TEK公司的P6015A探头和DPO4104数字示波器校准电浪涌发生器开路输出电压。

　　P6015A是一种高压探头，衰减比为1 000：1，它由高压探头和补偿盒两部分组成，探头、补偿盒和连接导线采用了等电位屏蔽技术，具有线性好、抗干扰能力强、性能稳定等特点。与示波器(阻抗必须设置为1 MΩ，P6015A电路设计要求)配套使用，可以测量交直流电压和脉冲峰值电压。主要技术指标：输入阻抗为100 MΩ，阻抗准确度±2％，输入电容小于或等于3 pF，直流电压测量最大20 kV，脉冲电压测量最大40 kV，带宽75 MHz，上升时间不大于4.67 ns，作为标准仪器能满足校准技术要求。

　　P6015A校准电浪涌发生器开路电压连接图如图2所示。

　　操作步骤：

　　(1)把DPO4104数字示波器的阻抗设置为1 MΩ，与P6015A高压探头输出端连接，然后将发生器输出端的“高端”连接到P6015A高压探头输入端的“高端”，发生器输出端的“低端”连接到P6015A高压探头的输入端的“低端”。

　　(2)设置发生器电压极性和校准点(如：±160 V，±500 V，±1 000 V，±2 000 V，±3 000 V，±4 000 V)，示波器垂直灵敏度随校准点的不同而变化，调整时间档和触发模式，使波形占屏幕的80％左右，记录测量数据，保存不同点波形图，完成所有校准点。

　　(3)对发生器开路输出电压脉冲波前时间T1测量时，连接如图2所示，可以和开路电压峰值一同校准，将示波器扫描时间置合适档位，用游标测量脉冲波前时间(30％～90％)T，用公式：T1=1.67×T(《GB／T17626.5-1999》中的规定)计算出每一个电压点对应的T1值。

　　(4)对发生器开路输出电压脉冲半坡时间T2测量时，连接如图2，可以和开路电压峰值一同校准，将示波器扫描时间置合适档位，用游标测量每一个电压点对应的T2值。

　　3 不确定度分析

　　用P6015A高压探头和DPO4104数字示波器对UCS500M4模拟器电浪涌发生器开路输出电压测量，以1 000 V电压点为例，重复测量10次，测量结果如表2所示。

　　发生器开路输出电压不确定度评定，测量不确定度由A类和B类组成：

　　4 校准中注意的事项

　　在校准中应注意以下问题：

　　(1)P6015A探头补偿盒不能随意调整，以确保探头的各项参数不变；

　　(2)P6015A使用时必须把地线连接好，以确保仪器和人员的安全；

　　(3)P6015A使用时间：在0～35℃温度下，长时间使用(≥30 min)时，测量电压上限为14 kV；短时间使用(30 min)时，测量电压上限为20 kV。否则可能会由于温度升高引起输出衰减比发生较大变化，甚至对高压探头的绝缘性能产生不利影响。

　　5 结 语

　　用TEK公司P6015A高压探头和数字示波器DPO4104校准电浪涌发生器开路输出电压及开路输出电压脉冲波前时间和开路输出电压脉冲半坡时间，确保了电浪涌发生器性能参数的准确可靠。在计量工作中可以广泛地应用。