檢測系統的測試誤差及對儀器設備的要求（續3）
佟偉 楊文華 劉丕蘭 （西安微電機研究所）
3自整角機檢測系統測試誤差的分析
自整角機檢測系統主要用于檢查自整角機的基準電氣零件、零位誤差、電氣誤差和零位電壓等精度指標，其試驗的基本原理是首先通過指零儀實現電氣補償，然后對角度誤差和零位電壓進行測量。系統中使用的主要儀器設備有音頻電源、分度頭、相敏電壓表、電橋、標準信號發送裝置、安裝支架、線路轉換箱等。
由于目前還沒有一種儀器和方法能對自整角機檢測系統的測試誤差進行檢定，因而只能通過具體誤差的分析，估算其測量精度。
3.1電壓梯度
自整角機的精度試驗可采用指零儀進行零點補償。在每個零點處，微小的角度誤差與指零表電壓之間存在著線性關系。這種關系能確定單位角度誤差所對應的指零表輸入電壓即電壓梯度(DRAD)，從而可把各種電參量的影響折算成角度誤差。
3.1.1基準電氣零位和零位誤差檢查
如圖l所示，兩試驗項目的試驗線路是一致的。根據公式E= E"tsinoc~Emoe，零點附近，揩零儀輸入電壓為
因此零點處的電壓梯度為
圖1基準電氣零位、零位誤差檢查與零位電壓檢查試驗線路簡圖
3.1.2電氣誤差檢查
在電氣誤差試驗中要用到電橋，如圖2所示。如采用非補償型電阻橋線路中指零儀輸入電壓為
則零點處的電壓梯度為
當a=30度時，出現最小值。
國內不少單位已用到補償型電感橋。如采用這種電橋，則每個零點處的電壓梯檢測系統的測試誤差及對儀器設備的要求（續3）度是恒定的。其具體數據依儀器和電機****感應電壓而定。
3.2測試誤差分折
3.21分度頭引入的測試誤差
自整角機標準中要求分度頭的角度誤差不大于15秒。該誤差直接影響電機的角度精度。
3.2.2安裝支架引入的誤差
安裝支架引入的測試誤差是幾種因素的綜合反映，它對電機角度精度的影響也是直接的。標準中要求其綜合誤差不應大于30秒
a．旋轉方式
電機的旋轉方式，即定子旋轉還是轉子旋轉，將直接影響聯軸器類型的選擇，兩種旋轉方式各有長處，原則上應根據電機的實際使用情況加以選擇。國內目前通用的是轉子旋轉方式。
b．偏心
角度輸入輸出軸偏心的存在，將使聯軸器產生傳遞誤差。這一誤差直接影響電機精度試驗的準確性、重復性。一般來講，安裝支架角度輸入輸出軸的同軸度應控制在O.Olmm以內，安裝定位面的垂直度應控制在0.03mm以內。
3.2.3聯軸器的類型及綜合誤差
在同樣的條件下，不同的聯軸器，其角度傳遞誤差是不一樣的。
一般，在轉子旋轉方式下。如采用方形膜片聯軸器，則安裝支架的綜合誤差可控制在10妙以內。如采用波紋管、圓形膜片等聯軸器，其綜合誤差可控制在30秒以內。
在定子旋轉方式下，采用方形膜片聯軸器，其綜合誤差可控制在10秒以內。
3. 2.3電橋引入的測試誤差
對于非補償型電阻橋，標準中要求其分壓器抽頭電阻的允差應在百分之0.005以內。由分壓比的表達式
可知， 電橋引入的測試誤差為
對于補償型電來說，其測量精度已由儀器本身直接標定，無需計算。
3·2.4相敏電壓表引入的角度測試誤差
相敏表是自整角機精度試驗中的關鍵性儀表。國內外標準對其性能的要求有輸入阻抗、指零表頭的分辨率、過載倍數、正交抑制能力、諧波抑制能力等。這些要求可歸納為各種因素所產生的綜合誤差應不大于12秒。
在以下分析中，認為電機零點的諧波電壓和正交電壓分別為其線間****感應電壓的百分之1和0.2。
3.2.4.1正交抑制能力
一般的相敏表，其正交抑制能力為0.5度，由此而引入的誤差為
a 基準電氣零檢查等試驗
b．電氣誤差試驗
3.2.4.2諧波抑制能力
相敏表的諧波抑制能力可達50dB，由此引入的誤差為
3.24.3過載倍數和分辨率
一般的相敏表應具有10倍的過載能力，指零表頭的最小刻度為滿量程的百分之1。這樣調相時指零表頭的分辨率為百分之1Em。相敏指零表頭的分辨率為百分之1UX。
3.2. 4.4調相誤差
調相時，由于分辨率木夠而可能引的誤差為
3.2. 4.5相敏指零誤差
相敏指零時，由于表頭分辨率不夠而不能引入的誤差為
3.2.4.6相敏電壓表的綜合誤差
通過分析可知，△αpl和△αp2屬未定系統誤差，△αp3和△αp4屬隨機誤差。這樣相敏表在基準電氣零位檢查等試驗中的綜合誤差力△αPz
相敏表在電氣誤差試驗中的綜合誤差為△αPE
計算結果表明，即使采用較為苛刻的誤差綜合方法，一般的相敏表也基本滿足國內外標準對其提出的要求。
3．25標準信號發送裝置引入的測試誤差
在自整角變壓器電氣誤差測試中要用到標準信號發送裝置。如采用同機座或大機座零級品發送機作為標準信號源，則其三相電壓所形成的電氣角精度，將取決于相敏電壓表和電橋的測量精度。根據分析計算結果，可知一般的精度水平為國內一些單位已使用了仿真器，這種仿真器精度水平和操作方法較零級品發送機有較大提高。
3.3檢測系統角度測試誤差的綜合
上述各項誤差均屬未定系統誤差，且由于誤差的項目較少，因此選擇****值和法作為檢測系統誤差綜合的方法。
3.3.1基準電氣零位檢查時的測試誤差
該誤差主要取決于相敏電壓表的測試誤差
3.3.2零位誤差檢查時的測試誤差
該誤差主要取決于分度頭、相敏表及安裝文架的測驗誤差。取安裝支架的測試誤差，分度頭的誤差則
3.3.3發送機電氣誤差檢查時的測試誤差
該誤差決定于分度頭、相敏表、電橋、安裝支裝的測試誤差。根據以上的分析結果可知
3. 3.4變壓器電氣誤差檢查時的測試誤差
該測試誤差中多了一項相敏表的誤差，即
在以上誤差綜合中，忽略了輸入輸出阻抗、溫度等環境因素所帶來的影響；也忽略了由于接線、操作不當而引入的電磁干擾和讀數誤差。這些隨機因素的影響主要取決于儀器儀表的內在質量和試驗人員的操作質量。另外根據實際測量結果可知，音頻電源的影響很小，，故在以上分析中沒有考慮其測試誤差。
3.4零位電壓檢查時的測試誤差
與角度精度的檢查不同，零位電壓的檢查決定于相敏表的諧波抑制能力和電壓表的測量精度。通常這種測量的精度在百分之5以內。
3.5結論
a．誤差分析與綜合的結果表明，茌現有條件下，經過精心的設計與調整，自整機檢測系統的測試精度可滿足國內外標準要求。
b．安裝支架作為非標準設備，其測試誤差在系統測試誤差中占有較大比重，勰決好安裝同心度及角度傳遞，將有效地提高系統的測試精度。
（待續）
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