[摘要]文章介绍了用8508A数字多用表检定电阻箱的基本思路,通过对其欧姆档主要技术指标的分析计算,论证了技术上的可行性,同时对照现行直流电阻箱检定规程,提出了残余电阻和开关变差的测量和处理方法。文章最后应用QJ48直流比较电桥对数字多用表的测量值进行了验证,进一步证实了数字化检定的可行性。
近年来,随着科学技术的进步和计量技术的发展,传统的直流电阻箱的检定方法已很难满足企业和各计量校准单位的需求,直流比较电桥装置检定电阻箱,操作过程复杂,数据处理繁琐,工作量相对较大,因此使用简单、测量准确的数字化检定已成为今后发展的必然趋势。结合多年的检定工作,对数字多用表检定直流电阻箱的方法进行可行性分析。
l基本误差检定的可行性分析
1.1 8508A数字多用表概述
数字多用表的发展代表了当代电子测量技术和自动化测量的技术方向,8508A作为一种新型的仪表,提供了更多的信号信息、更多的功能,它操作简单,准确度高,测量范围宽,系统连接更灵活、更方便。其电阻测量量程从21)到20Gfl、最高分辨力达10n1),是一个完整的电阻测量系统。此外,本仪器还具有200V的高伴生电压和100mA的测量大电流。
1.2显示位数
按照电阻箱检定结果处理要求:检定数据按数字修约规范要求的四舍五人及偶数法则修约到各最大允许误差的1/10,即各十进盘第一点的检定数据末位就修约到对应于该点最大允许误差的1/10位数,其余各点位数与第一点对齐。而直流电阻箱是由单个或若干串联的十进电阻器组成的多值电阻器,在参考条件
下,其每个十进盘有各自的相应的准确度等级。按上述要求分析,对×0.001Q的十进盘(准确度通常为±5%)进行测量时,最少的显示位必须达到10娟Q,即0.000001Q。目前不少数字多用表,如1281,虽然也是8.5位分辨力,由于其电阻档的最低量程为2001),在低阻测量时就无法满足位数要求。而8508A数字多用表,不仅拥有8.5位分辨力,而且其最小量程为2II,最多可显示到0.00000001n,完全可以达到位数要求。当然,最小分辨力只是数字多用表能够检定电阻箱的前提,此外,必须考虑技术指标能否满足要求。
1.3技术指标
JJG 982--2003《直流电阻箱检定规程》的7.3.6.1条款指出,当用比被检高两个准确度等级的电阻测量仪器或装置来测量被检电阻时,可采用直接测量法?。7.3.6.3条款介绍了数字表直接测量法:在检定条件下,当数字欧姆表或数字多用表的欧姆档测量电阻时带来的扩展不确定度(||}=3)小于被检等级指数的1/3时,可直接用欧姆表或数字多用表欧姆档的测量被检电阻箱R的电阻值,检定结果为:R=B,式中:B为欧姆表显示读数。
8508A数字多用表欧姆档的主要技术指标如表1。
按1年技术指标,95%置信水平,其最大误差为读数×10“+量程×10~,选择典型检定点(被测量值处于量程下限时,相对误差最大),8508A数字多用表可能的最大误差和直流电阻箱允许误差计算结果如表2。
根据以上分析计算,8508A数字多用表欧姆档能够满足检定技术要求。
2残余电阻的检定
2.1残余电阻概念
对开关器件有零位档的电阻箱,当所有开关器件均置于零位时,电阻箱输出端的电阻值为残余电阻,其值不应超过其最小步进电阻值最大允许误差的50%。对无零位档的电阻箱,当所有开关器件均置于最小位置时,电阻箱输出端的电阻值为残余电阻,即为无零档十进盘的最小步进值,允差为该盘最小步进电阻值的允许绝对误差值。残余电阻值的处理直接影响低阻测量的准确度。
2.2残余电阻检定
按照规程7.3.4条款要求,直流电阻箱残余电阻的检定采用比末盘准确度等级高两个等级,分辨力不大于0.1m1)的毫欧计或双电桥或其它能满足要求的计量器具测量。根据8508A 21-1档的技术指标,212档的准确度为4-4%o,最小分辨力10n1],所以可以用8508A直接测量被检电阻箱的残余电阻。
2.3残余电阻清除
数字多用表欧姆档清零后,必须测量残余电阻和开关变差,然后再测量各盘的实际值,在数据结果处理时各测量值应减去残余电阻。这是一项复杂繁琐的计算工作。借助8508A数字多用表“offset”功能键可以巧妙解决。对开关器件均置于零的十进电阻箱,将测试线和电阻箱连接后,直接按“offset”键,以后测得的值即为每一点的实际值。对开关器件未置零的电阻箱,除未置零盘的首个步进值需要计算外,其它;业计量2011年第2l卷第5期开关变差是由于每个开关头接触引起的电阻变差。在实际测量中,转换电阻箱开关,测得不同的残余电阻,其差值即为开关变差。按照规程7.3.5条款的要求,同上文2.2分析可以知道,用8508A可以直接测量被检电阻箱的开关变差。
3开关变差的检定
对开关器件有零位档的电阻箱,当所有开关器件均置于零位时,电阻箱输出端的电阻值为残余电阻,其值不应超过其最小步进电阻值最大允许误差的50%。对无零位档的电阻箱,当所有开关器件均置于最小位置时,电阻箱输出端的电阻值为残余电阻,即为无零档十进盘的最小步进值,允差为该盘最小步进电阻值的允许绝对误差值。残余电阻值的处理直接影响低阻测量的准确度。
4实验验证
选择上海电工仪器厂生产的ZX74电阻箱一台,分别用准确度为0.0015级QJ48直流比较电桥和8508A数字多用表对相同点位进行测量,其数据如表3。
以112检定点为例,根据实验结果数据分析:用QJ48检定的结果分析,
用8508A检定的结果分析,
从两者的比对结果分析,最大误差差值均小于检定各测量值相对应的标准装置应该具备的最小扩展不确定度的指标要求,所以该数字多用表的可行性得以验证。
5结束语
利用8508A数字多用表检定电阻箱,灵活性好,可信度高,能够有效地提高工作效率,电阻箱的数字化检定必将成为今后的发展和努力方向。




