精密四端对阻抗测量关键技术的研究

摘要

电容电桥作为计算电容的测量系统之一，是计算电容装置的重要组成部分。为了进一步提高计算电容装置的测量不确定度，对电容电桥的的电容传递提出了更高的精度要求。对于计算电容基准建立，电容电桥的电容传递精度需要达到10-9量级。因此，论文对四端对阻抗测量技术方案重新设计并搭建高精度四端对电容电桥装置，实现高精度电容传递。精密四端对阻抗测量技术是进一步完善我国的交流阻抗溯源体系，提高我国交流阻抗溯源能力的关键技术之一。
　　针对四端对电容电桥装置，其测量精度的误差主要由线圈的绕制、绕组组装和引线误差。本文定位于精密四端对阻抗测量研究中的关键技术，以四端对、感应分压器和扼流圈的理论为基础，利用Inventor三维绘图和组装仿真技术，对电容电桥中所需的三种感应分压器的进行制作和分析论证，解决组装中磁屏蔽和电屏蔽的问题。其中，三种感应分压器分别为：校验感应分压器、源感应分压器和比率感应分压器。此外，为了提高四端对电容电桥的测量精度，尽可能地减少传输中的引线误差，论文根据现有扼流圈的不足之处，设计并制作了一种新型有源扼流圈。在新型有源扼流圈设计验证中，主要对特殊架构的绕线骨架、组合铁心和放大补偿电路进行试验分析。论文中的设计分析为进一步提高电容电桥的电容传递精度做好了准备。