摘要：电源是百般领悟仪器最紧急的、最常用的要害部件之一；本文重心计议了领悟仪器中利用最多的空心阴极灯、氘灯、钨灯等的直流电源、调换电源、脉冲电源等及其中心手艺目标的测试步骤和相合题目；这些题目对相合仪器的研发者、缔造者、维修者、利用者都有万分紧急的参考意思。

　　目前，国表里很多科技事务家对领悟仪器中最紧急的的电光体系（囊括电源和灯胆）普通珍惜不足；民多以为只消灯胆好就行。原本否则，假设电源欠好，仪器灯胆再好对仪器整机是没有效的

　　；当然假设灯胆欠好，电源再好也同样是弗成的。本文只计议相合电源；比方：原子吸取分光光度计（AAS）、原子荧光光度计（AFP）、紫表可见分光光度计（UVS）、旋光分光光度计（ORD）、高效液相色谱（HPLC）等仪器中利用最多的空心阴极灯、氘灯、钨灯等电源；假设这些仪器中的电光体系（灯胆和电源）中有一个元件不坚固或呈现阻碍，整体仪器就不行够坚固。极度是电光源体系中，一起灯胆都依赖于电源，没有电源，灯胆就不行发光；尽管有了电源，假设电源的中心本能目标欠好，整体领悟仪器就不行够坚固牢靠。比方：百般空心阴极灯、氘灯的电源的触发电压、事务电压、事务电流、预热时光、电源的纹波、电流调剂率等中心目标中，只消某一个目标呈现题目，灯胆就不行发出坚固牢靠的光。于是，AAS、AFP、UVS、ORD、HPLC等一起光谱仪器和色谱仪器的研发者、缔造者、维修者、利用者，都务必高度珍惜领悟仪器的电光源体系中的电源。本文将对百般光谱、色谱仪器中利用最多的空心阴极灯、氘灯、钨灯等的电源构成及其中心本能手艺目标的测试步骤和相合题目举办计议。一、空心阴极灯电源

　　空心阴极灯体系发光的坚固性，既依赖于灯胆的质地，又依赖于电源的坚固性。空心阴极灯务必央求电源有足够高的起辉（又称触发）电压（250～500V）才智点亮，同时必定要有足够高的事务电压（150～300V）和事务电流（4～20mA）才智保卫寻常事务。

　　空心阴极灯的电源分直流电源和调换（脉冲）电源两类。目前，空心阴极灯正在大大批情状下，都是利用脉冲电源。然而也有人利用直流电源；假设利用直流电源，对其坚固性央求很高。平常采用如下图所示的空心阴极灯恒流电源，并央求电流坚固性（电流调剂率）到达（或优于）0.05%以上。

　　凡是来讲，空心阴极灯的电源假设是采用直流电源，其发光服从低，而且电流大到必然水平时，会出现自吸形势，同时还容易受到作对。因而。为了升高空心阴极灯的输出服从，削减自吸形势、谱线变宽和削减作对，目前，国表里的大大批的AAS都普通采用脉冲电源供电。脉冲电源的脉冲调造频率和占空比依照区别仪器各异；凡是都是采用400Hz以上的调造频率,比方作家利用过的TAS－986/990仪器的空心阴极灯电源的调造频率即是400Hz、其占空比为 4：1。

　　脉冲供电式样可利用很大的峰值电流，然而均匀电流很幼。如此，可能延迟空心阴极灯的寿命。比方：作家的履行解说：假设采用400Hz的脉冲供电，脉冲宽度为15µs，峰值电流300mA，则可取得比直流供电时大150倍的输出光强度；然而，自吸形势和谱线宽度并无显着加添。这足已讲明脉冲供电的杰出性。

　　氘灯及其电源是UVS的电光体系的要害部件（对AAS仪器而言，氘灯苛重用来扣配景，也万分紧急）。氘灯的黑白直接影响UVS整机质地和AAS扣配景的才具，影响仪器整机的机警度和质地。于是，对氘灯电源要严谨测试；极度是用直流恒流电源的氘灯，特别要当心珍惜对相合中心本能目标的测试。

　　一目清楚，氘灯属于气体放电的光源，它需求一个坚固的氘灯恒流电源，其输出电流凡是为100-500mA。而氘灯事务时，其事务额定电流凡是恒定为300mA，于是称为氘灯恒流电源。氘灯恒流电源是UVS和AAS（凡是5mA）的要害部件之一。下图为作家研造的一种万分实用于高精度氘灯恒流电源的电途构成图。

　　目前，我国的很多计量部分，常常正在相合的光谱仪器检定例范中划定：电源震动对测试结果影响的手艺目标；如：1990年9月1日初步施行的中华百姓共和国国度计量检定例程－JJG682－90中，明晰提出“电源电压变更的影响：表电电源电压正在220±22V规模内革新，仪器100％透射比的最大变更应幼于0.5%”。又如：1997年6月1日初步施行的中华百姓共和国国度计量手艺范例，JJG375－96中，提出“电源电压的影响：电源电压（220±22）V变更时对仪器的影反应吻合整体划定的央求”。而该央求示值变更只承诺±0.5%（对A级光栅式的仪器央求示值变更±0.3%；B级央求±0.5%）。如此划定的手艺目标一是太低，二是不大科学。由于表电电源就出现±0.5%的领悟差错，假设再加样品前统治、噪声、光谱带宽、境遇作对等惹起的差错，仪器的领悟测试结果总差错就会大得惊人，连凡是领悟事务的最低央求也达不到。这种手艺目标的仪器基础不行满意利用央求。咱们说这种手艺目标不科学，苛重是指它是一个电子学的手艺目标，应当用电子学的目标（电流调剂率、纹波系数、漂移等）来量度，而不应当用“示值变更±0.3%”等来透露。当然也可能归一到吸光度（Abs）来透露。

　　作家正在履行中，打算了我方研发的AAS和UVS正在紫表区事务时微光信号的巨细，展现AAS、UVS的光信号正在紫表区凡是为毫微流明（nLm）级；于是，AAS、UVS属于微光测试领域。为了包管AAS、UVS仪器的坚固性，凡是高质地的AAS和UVS，其氘灯恒流电源的电流调剂率央求到达0.05%，纹波系数央求正在0.5% 以内。作家曾研商过一种高本能的氘灯恒流电源（DLPS－3型氘灯恒流电源），其电流调剂率到达0.0006%，获取了上海市的科技先进奖。

　　为了延迟氘灯的寿命，正在点燃氘灯以前，氘灯的灯丝必然要事先经由预热；预热时光可能从10秒到30秒均可，利用者可能自选。但凡是科技事务家多数取10秒足下的预热时光。不然，假设氘灯不经由预热而直接点亮，氘灯的寿命一定会缩短。

　　作家正在履行中展现，凡是国产氘灯的氘灯触发电压为200到400伏，最低170伏也能点亮；凡是进口氘灯的触发电压为350伏到650伏。假设一开机，氘灯不经由预热，氘灯的触发电压一下就直接加到阳极上，就会主要缩短氘灯寿命。

　　氘灯电源向氘灯供应的灯丝电压和灯丝电流，必然要与氘灯灯胆的央求相相同。目前国际上凡是都是两品种型；一种是2.5V（伏），4A（安培）；一种是10V，0.8A。从氘灯电源的造造来讲，由于电流幼，10V，0.8A比力好作。而2.5V（伏），4A（安培）的灯丝供电，因电流很大，氘灯的电源比力难造造，同时，由于电流大，容易由于发烧而出现漂移。于是，作家以为正在AAS中，最好不要选用2.5V（伏），4A（安培）的灯丝供电的氘灯。为了延迟氘灯的寿命，还可将氘灯用正在半功率点上；即将氘灯恒流电源的事务电流调治到180mA足下。作家的履行注明，最好利用正在150到200mA规模内。如此作可大大延迟氘灯寿命。有时可使氘灯的寿命延迟好几倍。自己研造的优质氘灯电源，正在中国科学院构造的专家判决会上，用户利用“坏了”的毁灭氘灯带到现场马上测试，都可能点亮，而且很坚固！

　　利用者可能对氘灯恒流电源的坚固性作轻易的测试，以便判定氘灯电源的坚固性是否及格。最紧急的是测试三个目标；其一是电流调剂率。其二是漂移，其三是纹波系数

　　氘灯是领悟仪器中利用最多的光源之一，氘灯也是对电源央求最高的光源之一。因而，对氘灯电源的目标测试也央求万分庄重。极度是对电流调剂率的测试更是云云；其测试步骤如下：通过一只0.5KV的调压变压器，将调换电源引入恒流电源；通过恒流电源点亮氘灯，正在氘灯电源的输出端用分压器取采样电压约取1.8V足下（直流信号电压），用数字电压表监控。氘灯电源预热半幼时后，调治调压变压器，区别记实198V、220V、242V所对应的1.8V直流电压的变更（即记实调换供电电压220V变更±10％时，所对应的输出直流电压的变更值）。比方：作家正在研造DLPS－3型氘灯恒流电源时，现实丈量数据的结果如下表所示：

　　为220V对应的直流输出电压依照国际微光测试协会的提倡：用于微光测试仪器的电源，凡是央求电流调剂率S

　　最先点亮氘灯，电源预热半幼时后，正在上述电流调剂率测试的条目下，固定输入电压为220V足下，用高精度的数字电压表记实1.8V足下的直流输出电压正在一幼时内的变更值V

　　，即是氘灯电源的漂移。目前国际上氘灯电源的漂移凡是为1×10-3～5×10-4。4、氘灯恒流电源的纹波系数（或纹波电压）的测试步骤

　　正在点亮氘灯或假负载的情状下，用调换毫伏表或示波器直接丈量。作家采用的氘灯恒流电源的纹波系数的轻易测试步骤有两种：

　　第一，点亮氘灯，预热半幼时后，用示波器或调换真空毫伏表，直接正在氘灯的阴极和阳极之间测试。比方：作家

　　2]正在研造DLSP－3型氘灯恒流电源时，曾采用这种步骤测得纹波电压15mV，测得氘灯两头的直流事务电压为69.11V；由此打算出纹波系数SR＝15mV/69.11V＝2.17×10-4。第二，点亮氘灯，预热半幼时后，用示波器或调换真空毫伏表，正在采样电阻上测得纹波电压3mV，测得采样电阻上的直流事务电压为1.7675V；由此打算出纹波系数S

　　＝3mV/1.7675V＝1.7×10-3；然而，这是一个假数据；假设采样电压变为为69.11V（增大39倍），则纹波电压也增大到117mV。纹波系数仍是相似的。作家的履行解说，正在凡是情状下，第一种步骤较切近现实，比力牢靠。凡是央求氘灯电源的纹波系数正在0.5%以内。三、开合电源的中心手艺目标及其测试步骤

　　目前良多科技事务家们，常常利用开合电源。然而，不珍视对开合电源的本能手艺目标的测试，这是很欠妥贴的；由于开合电源的构成苛重囊括：输入电网滤波器、输入整流滤波器、电压变换器、输出整流滤波器、独揽电途、掩护电途等。开合电源的事务道理是将220V的市电（调换电）先形成直流，然后通过变换器将直流形成调换，再将调换形成直流。它有体积幼、重量轻（只要线％足下）、功耗幼、转化服从高（凡是为60－79％；而线％）等所长。然而，它的输入电压调剂率、纹波电压、电流调剂率、漂移等目标也很紧急，假设不经由测试，不大白这些本能手艺目标的情状，就会影响无误利用 ，或者说不行将开合电源用正在最佳状况；极度是输入电压调剂率、纹波电压、电流调剂率和漂移这四项中心本能手艺目标，会影响开合电源的利用质地。直至影响仪器的整机的坚固性、噪声和漂移，影响整台仪器的质地。

　　开合电源的输入电压调剂率、电流调剂率（负载调剂率）、纹波电压、漂移和噪声的测试步骤简述如下：

　　输入电压调剂率是指的输入调换电压变更时，输出电压相应变更的情状（或变更率）。其测试步骤如下式所述：

　　为输入电压调剂率；V242为输入电压为调换242V时的输出电压（直流）；V198为输入电压为调换198V时的输出电压（直流）；V220为输入电压为调换220V时的输出电压（直流）；只消测出相应的调换电压、直流电压，代入式中，就可算得输入电压调剂率。整体操作步骤如下：开合电源的输入调换电压通过一只0.5KV（或1 KV）的调压变压器；采用假负载，正在电源的输出端用分压器取采样电压约取1.5V－1.8V的直流信号电压，用4位半以上的数字电压表监控。冷态开机预热半幼时后，调治调压变压器，区别记实198V、220V、242V所对应的直流电压（即记实调换供电电压220V变更±10％时，所对应的输出直流电压），代入上式即可取得电压调剂率。

　　氘灯的电流调剂率（负载调剂率）是指输出电流正在额定例模变更时（凡是正在测试时采用假负载，取事务电流为50mA-350mA变更），输出电压的变更率。其测试步骤如下式所述：

　　为电流调剂率（负载调剂率）；V50为最幼负载时（50mA时）的输出电压（直流）；V350为最大负载时（350mA时）的输出电压（直流）；VH为半载时（200 mA时）的输出电压（直流）。只消测出V50、V359和VH等相应的直流电压，代入式中，就可算得电流调剂率LRI。依照国际微光测试协会的提倡：用于微光测试仪器的电源，凡是央求电流调剂率S

　　所谓纹波电压，即是指直流电压上叠加的50－100Hz的调换电压的最大值（P－P值或有用值）；因而，可能用调换毫伏表直接丈量。凡是用L

　　透露。是指的正在负载电流为350mA时，叠加正在负载上的直流电压上的调换电压值。纹波电压还可能用示波器直接丈量。纹波目标也可能用纹波系数透露；其丈量步骤如下式所述：

　　＝LR/V直；式中：SR为纹波系数；LR为直流电压上叠加的调换电压的最大值，即纹波电压值；V直（又有人叫V0）为最大负载时的直流电压值（也可能采用额定电压75V）。依照作家的履行履历，凡是光学类领悟仪器的纹波系数央求取得1.0*10

　　目前国表里的科技事务家，对百般领悟仪器的漂移和噪声的界说、测试步骤的了解尚未齐全同一。加倍对开合电源的测试，良多科技事务家都较目生。作家正在总结目前国表里科技事务家对百般电子仪器的漂移、噪声测试步骤的本原上，提出了对开合电源的漂移、噪声的测试步骤如下：

　　冷态开启开合电源，预热2幼时后，正在开合电源的输出端采用假负载（电阻），从分压电阻上采纳取样电压约1.8V（直流信号电压）足下，用4位半以上的数字电压表监控。陆续测试1幼时；取这一幼时里的最大值与最幼值之差，即是漂移。

　　正在这一幼时内任取10分钟（哪里最差取哪里；或者说哪里的峰－峰值最大取哪里；总共有多数个10分钟），正在这10分钟里的峰－峰值（最大值减最幼值），前面加

　　吻合，即是噪声。咱们还务必记住：噪声区别于纹波。纹波是呈现正在输出端子之间的一种与输入频率和开合频率同步的因素，凡是指50周或50周的倍频，用峰－峰（P－P）值透露。而噪声是呈现正在输出端子之间的纹波以表的一种高频因素；也用峰－峰（P－P）值透露。然而，二者的数值不会一样，一定是噪声大于纹波。

　　李昌厚，男，1963年卒业于天津大学细密仪器系光学仪器专业；中国科学院上海养分与健壮研商所原仪器领悟室主任、人命科学仪器及其使用研商室主任、教导、博士生导师、华东理工大学兼职教导、天津大学兼职教导；国务院当局特地津贴终生享用者。

　　苛重研商宗旨：永远从事领悟仪器研商开荒和领悟仪器使用研商。苛重从事光谱仪器（紫表吸取光谱、原子吸取光谱、旋光光谱、分子荧光光谱、原子荧光、拉曼光谱等）、色谱仪器（液相色谱、气相色谱等）及其使用研商；极度对《仪器学表面》和领悟仪器目标检测等方面有精炼研商；以第一实行者身份，实行科研效果15项。由中科院构造专家判决，个中13项到达判决时国际上同类仪器的进步水准，2项填充国内空缺；以第一实行者身份获取国度创造奖和省部级（中国科学院、上海市、科技部）科技效果奖5项；发布论文280篇，出书《仪器学表面与履行》、光谱和色谱仪器及其使用等专著5本。

　　曾任中国仪器仪表学会理事、中国仪器仪表学会领悟仪器分会第五届、第六届副理事长兼光谱仪器、高速领悟等多个专业委员会的副主任；国度认监委计量认证/审查承认国度级常任评审员、国度科技部“十五”、“十一五”、“十二五”和“十三五”强大仪器及其使用专项的手艺专家组组长、上海市科学仪器专家构成员、《人命科学仪器》副主编、《光学仪器》副主编、《光谱仪器与领悟》副主编、上海化工研商院院士专家事务站成员等数十个学术集体和专家委员会成员，和北京瑞利、北京普析、上海科哲、美国ISCO等十多家公司的手艺参谋或专家组组长等职务。