直流比較儀式測(cè)溫電橋校準(zhǔn)規(guī)范

1直流比較儀式測(cè)溫電橋校準(zhǔn)規(guī)范本規(guī)范適用于準(zhǔn)確度等級(jí)為0.0001級(jí)、0.0002級(jí)、0.0005級(jí)、0.001級(jí)的直流比較儀式測(cè)溫電橋(或以下簡(jiǎn)稱為電橋)的校準(zhǔn)。2.1靈敏度sensitivity測(cè)量?jī)x器響應(yīng)的變化除以對(duì)應(yīng)的激勵(lì)變化。測(cè)量?jī)x器計(jì)量特性的慢變化。3概述比較儀式測(cè)溫電橋是基于磁調(diào)制式磁勢(shì)平衡原理的高準(zhǔn)確度直流電阻(或測(cè)溫電阻)比例測(cè)量?jī)x器，其工作原理和測(cè)量公式與普通比較儀式電橋相同，即在磁勢(shì)和電勢(shì)平衡后，比值按公式(1)計(jì)算。式中：R——被測(cè)電阻；R,——標(biāo)準(zhǔn)電阻；W.電橋初級(jí)測(cè)量盤可變繞組；W.次級(jí)固定繞組匝數(shù)。調(diào)節(jié)比較儀初級(jí)匝數(shù)，可以準(zhǔn)確調(diào)定初級(jí)被測(cè)電阻與次級(jí)標(biāo)準(zhǔn)電阻上的電流比，使兩電阻上電壓平衡，則電阻比等于匝數(shù)比。由于測(cè)溫電阻的工作電流較小，比較儀式測(cè)溫電橋的初級(jí)繞組匝數(shù)通常設(shè)計(jì)為可達(dá)10倍次級(jí)繞組匝數(shù)，以減少測(cè)量誤差。比較儀式測(cè)溫電橋還有附加功能倍功率，以測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻的自熱效應(yīng)；測(cè)量電流可換向，以減少測(cè)量回路的熱電勢(shì)影響；外接記錄儀，可長(zhǎng)時(shí)間記錄測(cè)量結(jié)果等。因此適用于電流1mA～20mA的鉑電阻溫度計(jì)和其他精密電阻溫度計(jì)的精密測(cè)量。4計(jì)量特性4.1基本誤差2比較儀式測(cè)溫電橋采用電流換向法測(cè)量時(shí)，工作電流1mA,R,圍、R,取值10Ω或100Ω,相應(yīng)的基本誤差按公式(3)計(jì)算。Em——最大允許誤差；Kv比值基準(zhǔn)值(一般Kx=10);相對(duì)誤差按公式(4)計(jì)算。在5Ω~1kΩ范4.2安匝平衡表分度值CAr4.3內(nèi)附檢流計(jì)分度值Cv檢流計(jì)處于D?(解調(diào)器前)位置，當(dāng)光電放大器外回路電阻為2010Ω)及35Ω(R,=10Ω,R,=25Ω)時(shí)，Cv≤10nV×10'C/mm;4.4磁勢(shì)平衡誤差△w、電勢(shì)平衡誤差△v和比值K誤差δK外回路電阻為△aar——電流換向后安匝平衡表的最小變化格數(shù)?！鱝v——電流換向后檢流計(jì)最小變化格數(shù)。δw磁勢(shì)平衡相對(duì)誤差；δv——電勢(shì)平衡相對(duì)誤差；δW.初級(jí)繞組W,相對(duì)誤差極限值；δW次級(jí)繞組W,相對(duì)誤差極限值，[詳見公式(A.3)、公式(A.4)]。比值K誤差δK,應(yīng)滿足公式(4)要求。4.5初級(jí)工作電流誤差初級(jí)電流最大量程不得小于20mA,其誤差不超過±5%,4.6匝比誤差測(cè)量盤非線性誤差;(W、為Ky對(duì)應(yīng)W,繞組匝數(shù))34.6.2初級(jí)I盤1示值1000匝與次級(jí)1000匝的比較差值不超過±0.2C%。在1mA電流下，W,、W,均為1000匝時(shí)整體核驗(yàn)誤差不超過±2C%。準(zhǔn)確度：0.02級(jí)以上過渡電阻器10×(10、1、0.1)Ω各1只；端鈕式、步進(jìn)盤式均可，但每個(gè)元件必須是四端鈕接線。準(zhǔn)確度：0.01級(jí)以上標(biāo)準(zhǔn)電阻1kΩ、100Ω各5.1.3恒溫槽溫度變化不超過0.1℃/30min。5.1.4直流數(shù)字電壓表準(zhǔn)確度：0.1級(jí)以上；范圍：(0～20)V;分辨力：不大于1μV。環(huán)境溫度：(20±2)℃;電源電壓：(220±10)V;電源頻率：(50±1)Hz。6.1校準(zhǔn)項(xiàng)目具體校準(zhǔn)項(xiàng)目見表1。校準(zhǔn)項(xiàng)目123451.盤內(nèi)比較67注：測(cè)量盤線性度可3年校準(zhǔn)一次。46.2.1外觀檢查比較儀式測(cè)溫電橋面板或銘牌上應(yīng)有產(chǎn)品名稱、型號(hào)、出廠編號(hào)、準(zhǔn)確度等級(jí)、制造廠名稱或商標(biāo)、制造日期等，各旋鈕、開關(guān)、端鈕應(yīng)有保證正確使用的標(biāo)志，外露部比較儀式測(cè)溫電橋置于低阻量程，將電橋R,、R,處各接一只10Ω標(biāo)準(zhǔn)電阻，測(cè)量盤第一盤放“1”,工作狀態(tài)開關(guān)置于手動(dòng)位置，檢流計(jì)位置開關(guān)置于解調(diào)器前D?位置。開機(jī)后振蕩器指示燈亮，如不亮，應(yīng)立即關(guān)機(jī)檢查，排除故障(包括接線錯(cuò)誤)后才能重新開機(jī)。升起10mA電流，調(diào)跟蹤旋鈕，使磁勢(shì)平衡安匝表的示值在零陳近左右擺動(dòng)，檢流計(jì)應(yīng)能調(diào)到零位。接通檢流計(jì)后調(diào)電橋后幾盤，應(yīng)能在正、反向電流下平將工作狀態(tài)開關(guān)置于手動(dòng)且檢流計(jì)處于D,位置，調(diào)瞬時(shí)抑制旋鈕，使得在電流換向時(shí)檢流計(jì)的沖擊在標(biāo)尺范圍以內(nèi)。再將工作狀態(tài)開關(guān)置于自動(dòng)，檢流計(jì)位置開關(guān)置于解調(diào)器后D?位置，此時(shí)工作電流應(yīng)能按電橋換向時(shí)間自動(dòng)換向，并且檢流計(jì)有穩(wěn)定的電橋在正常工作狀態(tài)下，R,=10Ω、R,=100Ω、(K=10)第一盤示值為10,工作電流為0時(shí)，調(diào)節(jié)電橋平衡旋鈕，使得在電流正反向時(shí)安匝表指0。再將工作電流升至1mA,調(diào)節(jié)高跟蹤旋鈕，使得在電流正、反向時(shí)安匝表盡量指0,并讀取此時(shí)安匝平衡表偏轉(zhuǎn)值△a?r;在最高靈敏度下平衡電橋，讀取電橋示值K?。同時(shí)讀取檢流計(jì)偏然后調(diào)節(jié)高跟蹤旋鈕，使安匝表單向偏轉(zhuǎn)增加n格(n≥5),此時(shí)重新進(jìn)行電勢(shì)平衡，讀取電橋示值K?,最后改變電橋示值1×10-5,讀取此時(shí)檢流計(jì)相應(yīng)單向偏轉(zhuǎn)變CAr=|K?-K?|×1000T×1mA/nmmR,=10Ω56.2.4計(jì)算磁勢(shì)平衡誤差△w及電勢(shì)平衡誤差△v由6.2.3的測(cè)量數(shù)據(jù)可計(jì)算以下相應(yīng)各值：(見附錄A)將1kΩ標(biāo)準(zhǔn)電阻接于電橋R,電流端，數(shù)字電壓表接于該1kΩ標(biāo)準(zhǔn)電阻的電位端上，電橋次級(jí)R,處于短路，電流置于“0”,記錄數(shù)字電壓表讀數(shù)V?。然后將電流開關(guān)置于1mA以下各量程，在倍功率“√2”和“1”量程，分別記下數(shù)字電壓表各讀數(shù)V。將電阻值改換為100Ω或10Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻，同上繼續(xù)測(cè)量其余各電流量程的電壓降，設(shè)I為各電流的標(biāo)稱值，i為實(shí)際值。則：,電流識(shí)差6.2.6.1測(cè)量盤線性度校準(zhǔn)(校準(zhǔn)各盤時(shí)電流見表2、表3)通常該電橋沒有為校準(zhǔn)設(shè)計(jì)的參考繞組，需要用穩(wěn)定的過渡電阻和標(biāo)準(zhǔn)電阻構(gòu)成穩(wěn)定的電阻比。在電橋正常使用狀態(tài)和最高靈敏度下，以下一盤的10個(gè)繞組之和為參考標(biāo)準(zhǔn)，用遞增替代法進(jìn)行線性度的校準(zhǔn)。6.2.6.2I盤的盤內(nèi)比較(標(biāo)準(zhǔn)電阻置于恒溫槽)電橋R,處接10Ω,R,處接10×10Ω(10×R,)過渡電阻第一個(gè)10Ω(R?)(電流、電位端接于同一元件),Ⅱ盤示值置于10,其余盤為0,初級(jí)電流I、為20mA或30mA(每點(diǎn)電流見表2)。在電橋最高靈敏度下，電流正、反向平衡電橋，讀取電橋示值尾數(shù)為△然后將I,降至為0,斷開檢流計(jì)(光電放大器)。I盤置1,Ⅱ盤置0,升電流再次平衡，電橋讀取電橋示值尾數(shù)為△!,則WI為第一盤繞組步進(jìn)標(biāo)稱值，K「=WI/W,即第一盤步進(jìn)比值標(biāo)稱值。6|即W!以為參考標(biāo)準(zhǔn)時(shí)相對(duì)修正值。接著將調(diào)I,=0,斷開檢流計(jì)，確認(rèn)這一點(diǎn)后，電橋R,處改接20Ω,保持I盤為1,調(diào)Ⅱ盤為10,I.=20mA(10mA),平衡電橋，得電橋示值尾數(shù)為△!,同樣I盤為2,調(diào)Ⅱ盤為0,I,=20mA(10mA),再平依此類推，按表2逐次置于各示值、被測(cè)電阻及初級(jí)電流值，同上完成I盤其他示值的同理：0!是W!以62.測(cè)量中換接R,電阻時(shí)，應(yīng)先將I,降至0,各盤示值為0后換接電阻，以免沖擊安匝表。I盤示值Ⅱ盤示值01012023034045053606370738083909306.2.6.3Ⅱ~IV盤的盤內(nèi)比較按表3選擇R,、R?、I,值，且與I盤的相同步驟進(jìn)行操作。同理：公式(8)中：j=Ⅱ~IN,i=1～10;W)為j盤繞組步進(jìn)匝數(shù)名義值；K’=W/W,j盤步進(jìn)比值名義值；δ;是Wi以為參考標(biāo)準(zhǔn)時(shí)相對(duì)修正值。表3Ⅱ~V盤校準(zhǔn)參數(shù)表盤ⅡⅢV7因IV盤以下各盤與V盤共同繞組分流按比例構(gòu)成，其盤內(nèi)比較結(jié)果與V盤相同，故-1示值的盤內(nèi)比較由盤間過渡給出。6.2.7.1I盤無“-1”示值時(shí)與Ⅱ盤的過渡(見附錄B)間進(jìn)行比較按公式(6)計(jì)算；過渡是以I盤W!和Ⅱ盤間進(jìn)行比較按公式(6)計(jì)算；所以，這一過渡可直接由得出。6.2.7.2有“—1”示值盤與后盤的過渡電橋初級(jí)R,電流端、電位端分別短路，次級(jí)R,接100Ω標(biāo)準(zhǔn)電阻，各測(cè)量盤均置0,取電流I,=20mA(30mA)且處于正向，檢流計(jì)靈敏度為最高時(shí)調(diào)節(jié)檢流計(jì)零位旋鈕使之指0。然后調(diào)I,=0,斷開檢流計(jì)，確認(rèn)這一點(diǎn)后，將前盤(j-1)置于“-1”示值，后盤(j)置于10示值，再通過上述電流，讀取檢流計(jì)偏轉(zhuǎn)格數(shù)a。并調(diào)節(jié)最末盤，增加n個(gè)步進(jìn)值，讀取由此導(dǎo)致檢流計(jì)偏轉(zhuǎn)格數(shù)△ac,且以其偏轉(zhuǎn)方向?yàn)檎较?，則檢流計(jì)相對(duì)分度值Cx=n×10-'/△ac(每格偏轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)相對(duì)示值)。各盤過渡后再重復(fù)過渡一次讀取檢流計(jì)偏轉(zhuǎn)格數(shù),取二次平均偏轉(zhuǎn)值az。又δ,從而求得同盤比較δ?值。6.2.8測(cè)量盤線性度的計(jì)算6.2.8.1I盤的計(jì)算(附錄C)6.2.8.2Ⅱ盤的計(jì)算(附錄D)6.2.8.3Ⅲ盤的計(jì)算(附錄D)86.2.8.4IN、V盤的計(jì)算(附錄D)6.2.8.5VI、VⅡ盤的計(jì)算(附錄E)當(dāng)PY=PM=P時(shí)在已知△W:基礎(chǔ)上，可求累加值為n示值之絕對(duì)修正值。但對(duì)一1示值，累加時(shí)應(yīng)變負(fù)號(hào)。即6.2.9初級(jí)I盤1示值1000匝與次級(jí)1000匝的比較(附錄F)在電橋正常工作狀態(tài)下，R,、R,處各接10Ω標(biāo)準(zhǔn)電阻，在20mA(30mA)電流下和1盤示值為1時(shí)，測(cè)得兩電阻比值為K?之末尾數(shù)△K?(檢流計(jì)插讀一位);然后交換兩電阻的接線，即R、R,換位但保持兩電阻在恒溫器中的位置不變，測(cè)得換位后的電阻比值K?之末尾數(shù)△K?(保持I盤示值為1)。1min后，重測(cè)得尾數(shù)為△K,再返回?fù)Q位前的狀態(tài)，又測(cè)得尾數(shù)△K?。次級(jí)繞組W,相對(duì)誤差極限值,應(yīng)不大于0.2C%。如果兩標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度系數(shù)a相差較大，則可接兩只100Ω標(biāo)準(zhǔn)電阻在10×√2mA電流下進(jìn)行比較。6.2.10整體核驗(yàn)(附錄F)同6.2.9條測(cè)量步驟，取I?=1mA,讀取△k?、△k?、△k?、△k?,則整體核驗(yàn)6.2.11測(cè)量盤線性度的修約原則按進(jìn)行修約，但當(dāng)它小于10微匝時(shí)修約為10微匝。以修約后的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)編制線性度修正值表附錄I。判斷以非線性允差為準(zhǔn)。方法如下：I、Ⅱ兩盤非線性相對(duì)誤差絕對(duì)值不大于0.5C%,Ⅲ盤以下的非線性絕對(duì)誤差之和的絕對(duì)值不大于;則非線性誤差小于允許值。如Ⅱ盤中示值超過0.5C%,9n——Ⅱ盤中最大誤差點(diǎn)出現(xiàn)的步進(jìn)數(shù)。.非線性設(shè)款應(yīng)不△,值與Ⅲ盤以下各盤絕對(duì)誤差之和的絕對(duì)值仍不大.非線性設(shè)款應(yīng)不6.2.12比值K合成誤差的計(jì)算(附錄A)值，按附錄A計(jì)算依據(jù)6.2.3條測(cè)得CAr、Cv值和R,、R、值，按附錄A計(jì)算7校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá)7.1校準(zhǔn)原始記錄格式見附錄A至附錄G。7.2校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書(報(bào)告)上反映，校準(zhǔn)證書(報(bào)告)應(yīng)至少包括以下信息：a)標(biāo)題，如“校準(zhǔn)證書”或“校準(zhǔn)報(bào)告”;b)實(shí)驗(yàn)室名稱和地址；c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)(如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同);d)證書或報(bào)告的唯一性標(biāo)識(shí)(如編號(hào)),每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識(shí)；g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期，如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)說明被校對(duì)象的h)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識(shí)，包括名稱及代號(hào)；i)本次校準(zhǔn)所用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明；j)校準(zhǔn)環(huán)境的描述；k)校準(zhǔn)結(jié)果及其測(cè)量不確定度的說明；1)校準(zhǔn)證書和校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識(shí)，以及簽發(fā)日期；m)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證書或報(bào)告的聲明。校準(zhǔn)證書(報(bào)告)內(nèi)頁格式見附錄1和附錄J。建議復(fù)校時(shí)間間隔為一年。送校單位也可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間臺(tái)磁勢(shì)、電勢(shì)誤差及合成誤差計(jì)算表CAn=|(K?-K))|×安匝/n格安匝/格(n=)K(格)(格)(格)(nV/格)1δw~—磁勢(shì)平衡相對(duì)誤差δy——電勢(shì)平衡相對(duì)誤差δW.——初級(jí)繞組W.相對(duì)誤差極限值|δw,|--次級(jí)繞組W,相對(duì)誤差極限值δK—電橋比值(K)相對(duì)誤差8Km——電橋比值(K)最大相對(duì)誤差附錄B盤間過渡計(jì)算表Cx=n×10~Cx=n×10~?/△ag=()×10~'/()格=ja(格)Pi-1ⅢVW二I盤線性度計(jì)算表(×102)微匝i123456789Ⅱ~IN盤線性度計(jì)算表j=Ⅱ~INK2=10-9-D×10微匝i123456789V~Ⅱ盤線性度計(jì)算表PY=PM=P*j=V~VI(×102)微匝×10微匝123456789初級(jí)I盤1示值1000匝與次級(jí)1000匝的比較及整體核驗(yàn)計(jì)算表云初級(jí)電流準(zhǔn)確度計(jì)算表R電流值電壓表示值(正)電壓表示值(負(fù))δ(正)δ(負(fù))電壓表示值電壓表示值倍功率/2(負(fù))δ(正)δ(負(fù))校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式(第2頁)證書編號(hào)××××××-××××校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)授權(quán)說明℃%校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)文件(代號(hào)、名稱):測(cè)量范圍不確定度/準(zhǔn)確度等級(jí)檢定/校準(zhǔn)1.×××××僅對(duì)加蓋“×××××校準(zhǔn)專用章”的完整證書負(fù)責(zé)。2.本證書的校準(zhǔn)結(jié)果僅對(duì)所校準(zhǔn)的對(duì)象有效。3.未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)印證書。證書編號(hào)××××××-××××1.安匝平衡表分度值CA=2.檢流計(jì)分度值Cv:Cy=Cy=Cv=3.初級(jí)電流準(zhǔn)確度最大誤差：4.比值K相對(duì)誤差δK:6.電橋測(cè)量盤線性度修正值表單位：×102微匝IⅡⅢV123456789校準(zhǔn)結(jié)果不確定度的評(píng)估和表述均符合JJF1059的要求。敬告：1.被校準(zhǔn)儀器修理后，應(yīng)立即進(jìn)行校準(zhǔn)。2.在使用過程中，如對(duì)被校準(zhǔn)儀器的技術(shù)指標(biāo)產(chǎn)生懷疑，請(qǐng)重新校準(zhǔn)。3.根據(jù)客戶要求和校準(zhǔn)文件的規(guī)定，通常情況下個(gè)月校準(zhǔn)一次。校準(zhǔn)員：核驗(yàn)員：直流比較儀式測(cè)溫電橋比值K誤差δK測(cè)量不確定度評(píng)定J.1測(cè)量方法采用自校準(zhǔn)方法，并利用標(biāo)準(zhǔn)電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻換位，R,=R,=10Ω,W,=W,=1000匝，K=1,I=1mA,測(cè)出磁勢(shì)不平衡誤差和電勢(shì)不平衡誤差，通過計(jì)算并合成可得直流比較儀式測(cè)溫電