电压标准装置

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《计量专业工程师手册》第384页（2681字）

建立中电压标准的方法有测辐射热器电桥法、真空热电偶法、补偿式标准电子管电压表法和功率计法。高频小电压工作标准有校准接收机。微伏标准有微电位计，衰减－热偶电压表(A-T电压表)。

电压标准装置从其工作特点看，可以分为电压源式和电压表式两种。前者输出电压的频率和电压量值是准确已知的；后者与常用电压测量仪表一样，不过准确度比普通仪表高，可以把测量结果作为被测电压的真值或实际值对待。

1．测辐射热器电桥电压标准

测辐射热器电桥电压标准利用测辐射热器对电功率的敏感性，将被测高频电压转换成相应的阻值变化，再根据功率替代原理，利用测辐射热技术以已知的直流或低频电压代替高频电压。我国高频中电压国家标准即采用此方案，使用双薄膜热变电阻电桥，在10至3000MHz频率范围内精确度指标为±(0．2～0．7)%，电压量程为0．1～2V。

2．热电法及有关的电压标准

利用热电变换元件构成的电压标准装置有低频交直流转换标准、同轴热电转换器、微电位计和A-T电压表。

(1)低频交直流转换标准

低频电压标准采用真空热偶作为热电变换元件，低频电压与直流电压在其上面产生相同的热效应，实现用直流替代低频电压，构成交直流转换标准。许多低频电压标准和精密电压表如JZB－1型交直流转换电压标准，JD－75型精密有效值电压表及进口的540B型热电转换标准，1600A型自动平衡有效值交直流转换标准等，都采用这一原理。工作频率为10Hz至1MHz，电压量程为0．25～100V，最好的电压标准精确度可达±(0．02～0．1)%。

(2)同轴热电转换器

同轴热电转换器如图7．5－2所示。采用同轴结构，将热电转换器的工作频率上限从1MHz扩展至1000MHz左右。由于其稳定性好，工作可靠，故可作为国家工作标准和比对媒介。

图7．5－2 同轴热电转换器示意图

(3)微电位计

微电位计也是使用热电变换元件的一种电压标准装置，主要有热电偶和圆盘电阻组成，如图7．5－3所示。利用已知电流乘电阻得到标准输出电压。它的频率范围至1000MHz，电压量程为0．1μV～400mV，精确度为±(0．02～5)%。微电位计用作微伏标准。

图7．5－3 微电位计示意图

(4)A-T电压表

A-T电压表是用一个电容式波导截止衰减器与一个热电变换元件相串联组成的一种高频小电压标准。由于截止式衰减器的衰减量程宽，故A-T电压表的电压量程大，性能稳定，可经上一级校准后用作电压标准。

3．校准接收机

校准接收机是机内带有高频电压标准的测试接收机，由射频电压源和接收机两大部分组成，用于测量信号发生器输出电压的绝对值，并可进行衰减相对测量。在我国大量使用的校准接收机为国产RS2和RS3型，大多用作高频小电压的工作标准。

4．补偿法与补偿式电子管电压表

补偿法是将被测的高频电压与相应的直流电压进行比较，再根据确定的关系式求得被测电压。补偿法的工作频率为20Hz～1000MHz，量程为20mV～1000V，精确度为千分之三到百分之十几。

补偿式电子管电压表也应用了检波电路，但与一般检波式电压表的不同在于，被测高频电压是与一个已知直流补偿电压比较而得到相应高频电压值的。

【参考文献】：

［1］王立吉、金国钧编着，高频电压的计量测试，计量出版社，1986。

［2］李世雄、彭幼伯等编着，低频电压的计量测试，计量出版社，1988。

［3］冯新善、吴幼璋等编着，高频、微波功率的计量测试，计量出版社，1987。

［4］张关汉、李光仪等编着，高频集总参数阻抗的计量测试，计量出版社，1986。

［5］胡希平、李湘编着，微波阻抗与反射的计量测试，计量出版社，1988。

［6］蔡新泉、关志仁等编着，高频、微波噪声的计量测试，计量出版社，1988。

［7］郭允晟、苏秉炜等编着，脉冲参数与时域测量技术，计量出版社，1989。

［8］吴毅、都世民等编着，高频、微波场强和干扰的计量测试，计量出版社，1986。

［9］谢上次、徐燕清编着，高频、微波相移的计量测试，计量出版社，1992。

［10］艾明、吴达慎等编着，失真与调制参数的计量测试，计量出版社，1989。

［11］黄福芸等主编，计量知识手册，中国林业出版社，1986。

［12］陈国瑞、华荣喜等编，工程电磁场与电磁波，西北工业大学出版社，1990。

［13］Ghose，R．N．，Microwave Circuit Theory and Analysis，McGraw－Hill Book Company，Inc．，1963。