1.一种用于直流互感器校验仪校准的标准误差装置,其特征在于,所述装置包括:依次串联连接的第一级运算放大器单元、第二级运算放大器单元和第三级运算放大器单元;其中,所述第一级运算放大器单元用于实现阻抗匹配;所述第二级运算放大器单元用于进行电压比例转换,实现电压匹配;所述第三级运算放大器单元用于对电压比例系数进行微调;输入的模拟电压信号依次经过第一级运算放大器单元、第二级运算放大器单元和第三级运算放大器单元实现电压微调后输出;其中,所述第一级运算放大器单元包括:第一运算放大器A 1 ;所述第二级运算放大器单元包括:第二运算放大器A 2 、第一电阻R 1 和第二电阻R 2 ;所述第三级运算放大器单元包括:第三运算放大器A 3 、第三电阻R 3 、第四电阻R 4 和第五电阻R 5 ;其中,A 1 的同相输入端和电压输入端相连接,A 1 的反相输入端和输出端均与R 1 的一端相连接;R 1 的另一端分别与R 2 的一端和A 2 的反相输入端相连接;A 2 的输出端分别与R 2 的另一端和R 3 的一端相连接;R 3 的另一端分别与R 4 的一端和A 3 的反相输入端相连接;R 4 的另一端与R 5 的一端相连接;A 3 的输出端分别与R 5 的另一端和电压输出端相连接;A 3 的同相输入端和A 2 的同相输入端均接地;所述第三级运算放大器单元的电压比例系数为:k 2 =(R 4 +R 5 )/R 3 ;所述第三级运算放大器单元的微差系数为:ε 0 =(R 4 +R 5 )/R 3 -1;其中,所述第四电阻R 4 ,包括:第一子电阻R 4a 、第二子电阻R 4b 和第一极性开关S 1 ;所述第五电阻R 5 包括:第一微差电阻R 6 、第二微差电阻R 7 、第三微差电阻R 8 、第二极性开关S 2 、第三极性开关S 3 、第四极性开关S 4 、第一微差调节开关S A 、第二微差调节开关S B 和第三微差调节开关S C ;其中,R 4a 的一端与R3的另一端相连接,R 4a 的另一端分别与R 4b 的一端和S 1 的一端相连接;R 4b 的另一端与S 1 的一端相连接;S 1 的另一端、S A 、R 6 、S 2 、R 7 、S 3 、R 8 和S 4 依次连接,所述S 4 的输出端分别与A3的输出端和电压输出端相连接;第四电阻R 4 的大小调节通过控制开关S 1 实现;第五电阻R 5 的大小调节通过控制S 2 、S 3 、S 4 、S A 、S B 、S C 实现;所述第三级运算放大器单元的微差系数ε 0 的值和极性调节通过调节R 4 和R 5 实现。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,输出电压为:U 0 =k 1 ×(1+ε 0 )×U n ,其中,U n 为输入的模拟电压信号的幅值;k 1 为所述第二级运算放大器单元的电压比例转换系数;第三级运算放大器单元的电压比例系数为k 2 =1+ε 0 ,ε 0 为微差系数。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一级运算放大器单元的电压转换系数为1;所述第二级运算放大器单元的电压比例系数为:k 1 =R 2 /R 1 ;电压比例系数k 1 为0.1、1或10,通过调节R 2 的阻值实现。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一微差电阻R 6 ,包括:串联连接的第一预设数量的第一电阻单元;所述第二微差电阻R 7 ,包括:串联连接的第二预设数量的第二电阻单元,所述第三微差电阻R 8 ,包括:串联连接的第三预设数量的第三电阻单元。
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,第一预设数量为9,第二预设数量为9,第三预设数量为10,第一电阻单元、第二电阻单元和第三电阻单元的阻值比为:100:10:1,通过S 2 、S 3 、S 4 和S A 、S B 、S C 对电阻R 5 的值进行调节,实现R 5 的调节范围为0-1000R 0 ,R 0 为第三电阻单元的阻值。
6.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第五电阻R 5 采用三级十进制结构,分别通过控制S A 、S B 和S C 实现电阻R 5 的三级分辨率调节控制,微差调节开关S A 、S B 和S C 的有效触点分别为10个、10个和11个,触点编号分别为0-9、0-9和0-10,S A 能够实现电阻R 5 调节分辨率为100R 0 ;S B 能够实现电阻R 5 调节分辨率为10R 0 ;S C 能够实现电阻R 5 调节分辨率为R 0 。
7.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,设置R 4a 的阻值为99000R 0 ,R 4b 的阻值为1000R 0 ,R 3 的阻值为100000R 0 ,控制微差调节开关S A 、S B 和S C 分别切换到触点n 1 、n 2 和n 3 ,其中n 1 、n 2 ∈{0、1、2、3……9},n 3 ∈{0、1、2、3……10},当控制极性开关S 1 、S 2 、S 3 和S 4 同时切换到触点a时,有电阻R 4 =100000R 0 ,电阻R 5 =100n 1 R 0 +10n 2 R 0 +n 3 R 0 ,根据微差系数公式ε 0 =(R 4 +R 5 )/R 3 -1,能够计算出微差系数为:ε 0 =0.1%n 1 +0.01%n 2 +0.001%n 3 ,当控制极性开关S 1 、S 2 、S 3 和S 4 同时切换到触点b时,有电阻R 4 =99000R 0 ,R 5 =1000R 0 -(100n 1 R 0 +10n 2 R 0 +n 3 R 0 ),能够计算出微差系数为:ε 0 =-(0.1%n 1 +0.01%n 2 +0.001%n 3 ),通过控制S 1 、S 2 、S 3 和S 4 调节微差的极性,控制S A 、S B 和S C 调节微差的值,调节范围为±1%,实现三级调节分辨率,分别为0.1%、0.01%和0.001%。
8.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,S A 、S B 和S C 为机械旋转开关或可编程的数字开关,S A 与R 6 、S B 与R 7 以及S C 与R 8 之间均采用环形分布,R 6 、R 7 和R 8 中各电阻均匀分布于开关的触点中间位置,使电阻与触点呈环形交错的紧凑型分布。