校準可編程電源的輸出參數(shù)是確保其電壓、電流等關(guān)鍵指標符合技術(shù)規(guī)格的核心步驟，通常需結(jié)合硬件調(diào)整與軟件校準。以下是系統(tǒng)化的校準流程，涵蓋準備工作、具體步驟、驗證方法及注意事項：

一、校準前準備

1. 工具與設(shè)備
   • 標準源：高精度直流標準源（如Fluke 732B，電壓精度±0.005%）、標準電流源（如Keysight B2901A，電流精度±0.005%）。
   • 測量儀表：6位半以上數(shù)字萬用表（DMM，如Keithley 2000）、高精度電子負載（如Chroma 6310A）。
   • 連接線：低阻抗、低噪聲的測試線（如四線制開爾文夾），減少接觸電阻與干擾。
   • 環(huán)境控制：恒溫恒濕實驗室（溫度25℃±1℃，濕度≤60%），避免溫漂影響校準結(jié)果。
2. 電源狀態(tài)檢查
   • 預熱電源：通電30分鐘以上，使內(nèi)部元件達到熱穩(wěn)定狀態(tài)。
   • 檢查外觀：確認無物理損壞（如電容鼓包、焊點脫落）。
   • 恢復出廠設(shè)置：通過菜單或按鍵清除歷史校準數(shù)據(jù)，避免殘留誤差干擾。

二、電壓輸出校準

1. 零點校準（Zero Adjustment）

• 目的：消除輸出電壓在零負載時的偏移誤差。
• 步驟：
  1. 設(shè)定電源輸出電壓為0V（或最低可調(diào)值，如0.1V）。
  2. 連接DMM至電源輸出端，記錄實測電壓 $V_{\text{meas}}$。
  3. 若 $V_{\text{meas}}\ne 0$，通過電源面板的“Zero Cal”旋鈕或軟件界面調(diào)整，使 $V_{\text{meas}}$ 趨近于0。
  4. 保存零點校準數(shù)據(jù)（部分電源需手動確認，部分自動存儲）。

2. 滿量程校準（Full-Scale Adjustment）

• 目的：修正輸出電壓在滿量程時的增益誤差。
• 步驟：

  1. 設(shè)定電源輸出電壓為標稱最大值（如30V）。

  2. 用標準源輸出相同電壓（如30.000V），通過DMM測量電源實際輸出 $V_{\text{actual}}$。

  3. 計算偏差：

若 $ Delta V > text{允許誤差} $（如±0.05%），進入校準模式。

4. 通過電源的“Span Cal”功能或軟件界面輸入修正值（如 $V_{\text{correct}}=V_{\text{standard}}?\Delta V$），使 $V_{\text{actual}}$ 與標準值一致。
5. 重復測試其他電壓點（如10V、20V），驗證線性度。

3. 線性度校準（可選）

• 目的：確保電壓輸出在不同量程下保持線性。
• 步驟：
  1. 設(shè)定電源輸出電壓為標稱值的20%、50%、80%（如6V、15V、24V）。
  2. 用標準源對比測量，記錄各點偏差。
  3. 若偏差超過允許范圍，通過軟件的多點校準功能（如分段線性補償）調(diào)整。

三、電流輸出校準

1. 電流零點校準

• 目的：消除輸出電流在空載時的殘余電流。
• 步驟：
  1. 設(shè)定電源輸出電流為0A（或最小可調(diào)值，如0.01A）。
  2. 連接電子負載至電源輸出端，設(shè)置為恒壓模式（避免短路）。
  3. 用DMM測量實際電流 $I_{\text{meas}}$。
  4. 若 $I_{\text{meas}}\ne 0$，通過電源的“Current Zero Cal”功能調(diào)整至接近0A。

2. 電流滿量程校準

• 目的：修正輸出電流在滿量程時的增益誤差。
• 步驟：

  1. 設(shè)定電源輸出電流為標稱最大值（如5A）。

  2. 用標準電流源輸出相同電流（如5.000A），通過電子負載測量電源實際輸出 $I_{\text{actual}}$。

  3. 計算偏差：

若 $ Delta I > text{允許誤差} $（如±0.1%），進入校準模式。

4. 通過電源的“Current Span Cal”功能或軟件界面輸入修正值，使 $I_{\text{actual}}$ 與標準值一致。
5. 重復測試其他電流點（如1A、3A），驗證線性度。

3. 負載效應校準（Load Regulation）

• 目的：確保電流輸出在不同負載下保持穩(wěn)定。
• 步驟：
  1. 設(shè)定電源輸出電流為標稱值（如2A）。
  2. 逐步增加負載電阻（如從10Ω降至1Ω），記錄電流波動。
  3. 若波動超過允許范圍（如±0.05%），通過軟件調(diào)整電流環(huán)路參數(shù)（如PID增益）。

四、校準驗證

1. 單點驗證
   • 隨機選擇電壓/電流點（如7V、1.5A），用標準源對比測量，驗證偏差是否在允許范圍內(nèi)。
2. 動態(tài)測試
   • 輸出階梯波（如電壓從5V突增至12V，電流從0.5A突增至2A），用示波器抓取波形，驗證過渡時間與過沖是否符合規(guī)格（如電壓過沖≤5%）。
3. 長期穩(wěn)定性測試
   • 連續(xù)運行電源24小時，每小時記錄一次輸出參數(shù)，驗證漂移是否在允許范圍內(nèi)（如電壓漂移≤0.01%/h）。

五、注意事項

1. 安全操作
   • 校準前斷開電源與被測設(shè)備的連接，避免短路或過載。
   • 佩戴防靜電手環(huán)，防止靜電損壞電源內(nèi)部元件。
2. 校準周期
   • 普通實驗室電源：每12個月校準一次。
   • 關(guān)鍵測試設(shè)備（如汽車電子、航空航天）：每6個月或每次重大維修后校準。
3. 數(shù)據(jù)記錄
   • 保存校準前后的原始數(shù)據(jù)與修正值，形成校準報告（如包含日期、環(huán)境條件、測試點、偏差值）。
4. 軟件更新
   • 若電源支持固件升級，校準前檢查并更新至最新版本，修復已知誤差模型。

六、典型案例

• Keysight N6705C電源校準：
  1. 通過PC軟件連接電源，進入“Calibration”菜單。
  2. 選擇“Voltage Calibration”，輸入標準源電壓值（如10.000V），軟件自動計算修正系數(shù)并存儲。
  3. 重復步驟校準電流，最后生成PDF校準證書。
• Chroma 62000P系列校準：
  1. 短接校準接口（J1），進入校準模式。
  2. 用標準源輸出24V，通過旋鈕調(diào)整電源顯示值至24.000V。
  3. 保存設(shè)置并退出，驗證輸出精度。