打開(kāi)示波器接人秒脈沖信號(hào)的通道,尋找各自的秒脈沖信號(hào)利用示波器的光標(biāo)測(cè)量功能測(cè)量出兩路脈沖信號(hào)的差值。測(cè)量示意圖如圖4所示。

圖4兩路秒脈沖信號(hào)的差值測(cè)量

Fig.4 Difference measurement of two second pulse signals

如果通過(guò)目測(cè),確定兩者時(shí)間差<1s,則示波器測(cè)量出的數(shù)據(jù)為兩者的時(shí)間差;如果兩者時(shí)間差>1s則目測(cè)得出相差的整秒數(shù)加上示波器測(cè)量的數(shù)據(jù)為兩者的時(shí)間差。

在相同條件下,重復(fù)測(cè)量時(shí)間差10次,測(cè)量結(jié)果如表1所示。

表1 10次獨(dú)立測(cè)量數(shù)據(jù)

Tab.1 10 independent measurements

由貝塞爾公式可得:

使用示波器光標(biāo)測(cè)量時(shí)間差引人的最大誤差不超過(guò)士1%,為均勻分布,則標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

示波器讀數(shù)分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

溯源系統(tǒng)測(cè)量時(shí)間誤差不超過(guò)10ns引人的標(biāo)準(zhǔn)不確定度可忽略不計(jì)則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

因此使用此溯源方法的擴(kuò)展不確定度約為0.09x2=0.18ms(k-2)。

綜上所述此溯源方法,即使用示波器測(cè)量秒脈沖信號(hào)得出測(cè)試儀與溯源系統(tǒng)的時(shí)間差可提供毫秒級(jí)別的溯源準(zhǔn)確度。

結(jié)論

本文基于新能源汽車(chē)充電樁測(cè)試儀的時(shí)間校準(zhǔn)功能提出了該類(lèi)儀器的時(shí)間溯源方法并且分析了其測(cè)量不確定度。

鑒于充電樁測(cè)試儀的時(shí)間校準(zhǔn)功能還不算太完善其開(kāi)放的用于時(shí)間校準(zhǔn)或者配合溯源的接口配備不全導(dǎo)致溯源方法受限。例如目測(cè)對(duì)時(shí)這種方法是存在較大誤差的,因?yàn)闇y(cè)試儀使用的是液晶顯示屏刷新率較低其內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)出的秒脈沖信號(hào)與實(shí)際在顯示屏上的時(shí)間變化存在較大的延遲。更準(zhǔn)確的方法是測(cè)試儀與溯源系統(tǒng)的秒脈沖信號(hào)的對(duì)比。另外示波器的時(shí)間測(cè)量誤差較大，準(zhǔn)確度只能達(dá)到毫秒級(jí)別如果希望達(dá)到微秒甚至是納秒級(jí)別的測(cè)量準(zhǔn)確度就需要使用其他的時(shí)間測(cè)量?jī)x器。針對(duì)上述問(wèn)題下面提出幾點(diǎn)設(shè)想的改進(jìn)方法。

1)增加時(shí)間顯示裝置的顯示位數(shù)。增加充電樁和溯源系統(tǒng)的時(shí)間顯示位數(shù)例如增加0.1秒的顯示位數(shù)就能加快<1s的時(shí)間差的測(cè)量速度;

2)規(guī)范充電樁測(cè)試儀的輸入輸出接口。為得到更準(zhǔn)確的時(shí)間差測(cè)試儀除了現(xiàn)有的秒脈沖輸出接口外還應(yīng)配備頻率信號(hào)輸出、外參考頻率輸人、外參考秒脈沖輸入等接口確保數(shù)字時(shí)鐘能實(shí)現(xiàn)GNSS授時(shí)同步或外部參考同步;

3)選擇更高準(zhǔn)確度的時(shí)間測(cè)量?jī)x器。使用時(shí)間間隔測(cè)量?jī)xSR620或頻率計(jì)53181A等可獲得比示波器更準(zhǔn)確的時(shí)間差數(shù)據(jù)精度可達(dá)到ns級(jí)別。