横电磁波小室校准系统产生标准电场的不确定度评定.pdf

高电压技术 第 38卷 第 11期 2012年 11月 30日 HighVoltageEngineering，Vo1．38，No．11，November30，2012 横 电磁波小室校准系统产生标准电场的不确定度评定 曾 嵘 ，沈晓丽 ，陈未远 (清华大学电机工程与应用电子技术系，北京 100084) 摘 要 电场传感器需要通过校准才能应用于电场测量，校准系统的不确定度反映了传感器校准结果的可信赖程 度，所以需要评定校准系统的不确定度。横 电磁波 (TEM)小室具有成本低、内部电场均匀性好、幅值较高等优点， 适用于产生标准 电场 ，进行 电场传感器 的校准工作 。针对光 电集成 电场传感器 的校准需求 ，建立了一套 TEM小室 电场传感器校准系统，分析了该系统产生标准 电场的各项影响因素包括场均匀系数、TEM 小室特征阻抗实部、半 空间距离和净输入功率 ，计算 了这些影响因素的标准不确定度 。通过不确定度合成 ，得出TEM小室校准系统在≥ 95．45 的置信概率下，产生标准电场的扩展不确定度为5．9 ，满足校准电场传感器的需求。 关键词 ：电场测量 ；电场传感器 ；校准 ；横 电磁波(TEM)小室；标准 电场 ；不确定度 D0I：10．3969／i．issn．1003-6520．2012．11．0。1 文章编号 ：1003—6520(2012)11-2781—08 UncertaintyEvaluationoftheReferenceElectricFieldGenerated bytheTransverseElectromagneticCellCalibrationSystem ZENG Rong，SHEN Xiaoli，CHEN W eiyuan (DepartmentofElectricalEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China) Abstract：E1ectricfield sensorsshouldbecalibratedbeforefieldmeasurements．Theuncertaintyofthecalibration system reflectsthereliabilityofthecalibrationdata，so thesystem shouldbecarefullyevaluated．TEM cellsare widelyusedforcalibrationsofelectricfieldsensorsduetotheirlow price-perfectuniformity，andrelativelyhigh intensityoftheelectricfieldinside．Tomeettheneedsofoptic—electricintegratedelectricfieldsensors’calibration。 aTEM cellcalibration system wasconstructed．Theuncertaintycontributors，i．e．，theelectricfielduniformity coefficientlthecell’scharacteristicimpedance，thehalf-spacedistance-andthenetpowerdeliveredtothecell。were carefullyanalyzedandtheirstandarduncertaintieswerecalculatedrespectively．Accordingtotheruleofuncertainty propagation，thewholesystem ’s expanded uncertainty is5．9 underthecoverageprobability notlowerthan 95．45 ．whichmeetstherequirementsofcalibration． Keywords：electricfieldmeasurement；electricfieldsensor；ca