科技成果

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成果名称: 变频交、直流大电流传感器校准系统的设计与实现

成果登记号: 9612016Y0336

第一完成单位: 中航工业第一飞机设计研究院

联 系 人: 胥向无

成果类型: 应用技术

技术领域: 先进制造

应用行业: 制造业

成果简介:

   立项背景   随着多电飞机、全电飞机的研制与发展,变频电源得到广泛应用。由于变频电源的特殊性,准确测量变频电流比恒频电流要难得多。大型飞机(300~800)Hz变频供电系统使用高精度交、直流大电流传感器测量电流。大电流传感器量程为(0~2000)A,准确度达到0.3%。根据GJB5109,被测设备与其校准设备的测试不确定度比一般不得低于4:1,对校准系统提出了很高的要求。目前国外大型飞机研究机构对大电流传感器的校准均采用非标设备,且国外同行业校准规范不一致,不适用于国内飞机型号所使用大电流传感器的校准。国内现有变频交流标准源电流输出上限为1000A,无法满足2000A大电流传感器的需求,迫切需要自主设计和研制变频交、直流大电流传感器校准系统。   主要内容   本项目基于大型飞机变频供电系统试验需求,开展了变频交、直流大电流传感器校准技术的研究和校准系统研制。重点对大量程交、直流电流源的稳定、准确输出及校准技术开展攻关,研制的校准系统,突破航空大电流传感器校准技术瓶颈,实现了量值溯源,填补国内空白。   特点   将大电流传感器传统的比较法和标准源法校准方式结合在一起,采用负反馈技术,成功实现了变频交流大电流的稳定输出,首次将行业内变频交流大电流源的输出范围扩展到2000A。   研制电流比例标准实现准确变比,并通过电流源和电流比例标准的联机控制技术,达到即稳定又准确的效果。利用高精度数字多用表实现了电流源的监控和被校传感器信号的同步采集,两者比较进行校准,进一步提高了校准系统的精度。   根据校准系统的组成,考虑了各个环节的影响权重,建立了一种新型不确定度分析模型,给出了系统的最佳测试端配置。   技术指标   电流输出范围(0~2000)A   频率变化范围(50~800)Hz   校准系统准确度等级 0.02%   技术原理   该系统包括交、直流校准系统两部分,分别由大功率交、直流稳流源,交、直流电流比例标准,标准电阻器,高精度数字多用表,大电流导线及计算机系统组成。   大功率交、直流稳流源提供(0~2000)A分档电流,大电流通过被校传感器以及电流比例标准,其中电流比例标准既作为采样稳流源,又作为校准电流的标准器。当大电流变化时,电流比例标准将检测出来的大电流变比为小电流,再通过回路中串入的标准电阻转换为电压,采用高精度数字多用表监测该电压输出值,调节电流源的稳定输出。同时,用另一高精度数字多用表读取大电流传感器的校准结果,计算机综合采集系统同时对标准源输出电压值及传感器输出值进行采集、分析、运算处理,使校准结果可以直读,自动形成报告后打印输出。   应用推广情况   本项目成果已应用于大型飞机、歼轰七系列等多型变、恒频供电系统交、直流大电流传感器的校准,产生了一定的军事效益。同时对640所、602所、182厂及西北工业大学等单位开展该项校准工作,产生了一定的经济效益。可推广至航天、电力、铁路、冶金等有高精度大电流校准需求的行业,具有良好的社会效益和推广应用价值。