打開示波器接人秒脈沖信號的通道,尋找各自的秒脈沖信號利用示波器的光標測量功能測量出兩路脈沖信號的差值。測量示意圖如圖4所示。
圖4兩路秒脈沖信號的差值測量
Fig.4 Difference measurement of two second pulse signals
如果通過目測,確定兩者時間差<1s,則示波器測量出的數據為兩者的時間差;如果兩者時間差>1s則目測得出相差的整秒數加上示波器測量的數據為兩者的時間差。
在相同條件下,重復測量時間差10次,測量結果如表1所示。
表1 10次獨立測量數據
Tab.1 10 independent measurements
由貝塞爾公式可得:
使用示波器光標測量時間差引人的最大誤差不超過士1%,為均勻分布,則標準不確定度：
示波器讀數分辨力引入的標準不確定度為:
溯源系統測量時間誤差不超過10ns引人的標準不確定度可忽略不計則合成標準不確定度為:
因此使用此溯源方法的擴展不確定度約為0.09x2=0.18ms(k-2)。
綜上所述此溯源方法,即使用示波器測量秒脈沖信號得出測試儀與溯源系統的時間差可提供毫秒級別的溯源準確度。
結論
本文基于新能源汽車充電樁測試儀的時間校準功能提出了該類儀器的時間溯源方法并且分析了其測量不確定度。
鑒于充電樁測試儀的時間校準功能還不算太完善其開放的用于時間校準或者配合溯源的接口配備不全導致溯源方法受限。例如目測對時這種方法是存在較大誤差的,因為測試儀使用的是液晶顯示屏刷新率較低其內部時鐘發出的秒脈沖信號與實際在顯示屏上的時間變化存在較大的延遲。更準確的方法是測試儀與溯源系統的秒脈沖信號的對比。另外示波器的時間測量誤差較大，準確度只能達到毫秒級別如果希望達到微秒甚至是納秒級別的測量準確度就需要使用其他的時間測量儀器。針對上述問題下面提出幾點設想的改進方法。
1)增加時間顯示裝置的顯示位數。增加充電樁和溯源系統的時間顯示位數例如增加0.1秒的顯示位數就能加快<1s的時間差的測量速度;
2)規范充電樁測試儀的輸入輸出接口。為得到更準確的時間差測試儀除了現有的秒脈沖輸出接口外還應配備頻率信號輸出、外參考頻率輸人、外參考秒脈沖輸入等接口確保數字時鐘能實現GNSS授時同步或外部參考同步;
3)選擇更高準確度的時間測量儀器。使用時間間隔測量儀SR620或頻率計53181A等可獲得比示波器更準確的時間差數據精度可達到ns級別。
