直流比较仪式测温电桥校准规范

1直流比较仪式测温电桥校准规范本规范适用于准确度等级为0.0001级、0.0002级、0.0005级、0.001级的直流比较仪式测温电桥(或以下简称为电桥)的校准。2.1灵敏度sensitivity测量仪器响应的变化除以对应的激励变化。测量仪器计量特性的慢变化。3概述比较仪式测温电桥是基于磁调制式磁势平衡原理的高准确度直流电阻(或测温电阻)比例测量仪器，其工作原理和测量公式与普通比较仪式电桥相同，即在磁势和电势平衡后，比值按公式(1)计算。式中：R——被测电阻；R,——标准电阻；W.电桥初级测量盘可变绕组；W.次级固定绕组匝数。调节比较仪初级匝数，可以准确调定初级被测电阻与次级标准电阻上的电流比，使两电阻上电压平衡，则电阻比等于匝数比。由于测温电阻的工作电流较小，比较仪式测温电桥的初级绕组匝数通常设计为可达10倍次级绕组匝数，以减少测量误差。比较仪式测温电桥还有附加功能倍功率，以测量标准铂电阻的自热效应；测量电流可换向，以减少测量回路的热电势影响；外接记录仪，可长时间记录测量结果等。因此适用于电流1mA～20mA的铂电阻温度计和其他精密电阻温度计的精密测量。4计量特性4.1基本误差2比较仪式测温电桥采用电流换向法测量时，工作电流1mA,R,围、R,取值10Ω或100Ω,相应的基本误差按公式(3)计算。Em——最大允许误差；Kv比值基准值(一般Kx=10);相对误差按公式(4)计算。在5Ω~1kΩ范4.2安匝平衡表分度值CAr4.3内附检流计分度值Cv检流计处于D₂(解调器前)位置，当光电放大器外回路电阻为2010Ω)及35Ω(R,=10Ω,R,=25Ω)时，Cv≤10nV×10'C/mm;4.4磁势平衡误差△w、电势平衡误差△v和比值K误差δK外回路电阻为△aar——电流换向后安匝平衡表的最小变化格数。△av——电流换向后检流计最小变化格数。δw磁势平衡相对误差；δv——电势平衡相对误差；δW.初级绕组W,相对误差极限值；δW次级绕组W,相对误差极限值，[详见公式(A.3)、公式(A.4)]。比值K误差δK,应满足公式(4)要求。4.5初级工作电流误差初级电流最大量程不得小于20mA,其误差不超过±5%,4.6匝比误差测量盘非线性误差;(W、为Ky对应W,绕组匝数)34.6.2初级I盘1示值1000匝与次级1000匝的比较差值不超过±0.2C%。在1mA电流下，W,、W,均为1000匝时整体核验误差不超过±2C%。准确度：0.02级以上过渡电阻器10×(10、1、0.1)Ω各1只；端钮式、步进盘式均可，但每个元件必须是四端钮接线。准确度：0.01级以上标准电阻1kΩ、100Ω各5.1.3恒温槽温度变化不超过0.1℃/30min。5.1.4直流数字电压表准确度：0.1级以上；范围：(0～20)V;分辨力：不大于1μV。环境温度：(20±2)℃;电源电压：(220±10)V;电源频率：(50±1)Hz。6.1校准项目具体校准项目见表1。校准项目123451.盘内比较67注：测量盘线性度可3年校准一次。46.2.1外观检查比较仪式测温电桥面板或铭牌上应有产品名称、型号、出厂编号、准确度等级、制造厂名称或商标、制造日期等，各旋钮、开关、端钮应有保证正确使用的标志，外露部比较仪式测温电桥置于低阻量程，将电桥R,、R,处各接一只10Ω标准电阻，测量盘第一盘放“1”,工作状态开关置于手动位置，检流计位置开关置于解调器前D₁位置。开机后振荡器指示灯亮，如不亮，应立即关机检查，排除故障(包括接线错误)后才能重新开机。升起10mA电流，调跟踪旋钮，使磁势平衡安匝表的示值在零陈近左右摆动，检流计应能调到零位。接通检流计后调电桥后几盘，应能在正、反向电流下平将工作状态开关置于手动且检流计处于D,位置，调瞬时抑制旋钮，使得在电流换向时检流计的冲击在标尺范围以内。再将工作状态开关置于自动，检流计位置开关置于解调器后D₂位置，此时工作电流应能按电桥换向时间自动换向，并且检流计有稳定的电桥在正常工作状态下，R,=10Ω、R,=100Ω、(K=10)第一盘示值为10,工作电流为0时，调节电桥平衡旋钮，使得在电流正反向时安匝表指0。再将工作电流升至1mA,调节高跟踪旋钮，使得在电流正、反向时安匝表尽量指0,并读取此时安匝平衡表偏转值△aʌr;在最高灵敏度下平衡电桥，读取电桥示值K₁。同时读取检流计偏然后调节高跟踪旋钮，使安匝表单向偏转增加n格(n≥5),此时重新进行电势平衡，读取电桥示值K₂,最后改变电桥示值1×10-5,读取此时检流计相应单向偏转变CAr=|K₂-K₁|×1000T×1mA/nmmR,=10Ω56.2.4计算磁势平衡误差△w及电势平衡误差△v由6.2.3的测量数据可计算以下相应各值：(见附录A)将1kΩ标准电阻接于电桥R,电流端，数字电压表接于该1kΩ标准电阻的电位端上，电桥次级R,处于短路，电流置于“0”,记录数字电压表读数V₀。然后将电流开关置于1mA以下各量程，在倍功率“√2”和“1”量程，分别记下数字电压表各读数V。将电阻值改换为100Ω或10Ω的标准电阻，同上继续测量其余各电流量程的电压降，设I为各电流的标称值，i为实际值。则：,电流识差6.2.6.1测量盘线性度校准(校准各盘时电流见表2、表3)通常该电桥没有为校准设计的参考绕组，需要用稳定的过渡电阻和标准电阻构成稳定的电阻比。在电桥正常使用状态和最高灵敏度下，以下一盘的10个绕组之和为参考标准，用递增替代法进行线性度的校准。6.2.6.2I盘的盘内比较(标准电阻置于恒温槽)电桥R,处接10Ω,R,处接10×10Ω(10×R,)过渡电阻第一个10Ω(R₁)(电流、电位端接于同一元件),Ⅱ盘示值置于10,其余盘为0,初级电流I、为20mA或30mA(每点电流见表2)。在电桥最高灵敏度下，电流正、反向平衡电桥，读取电桥示值尾数为△然后将I,降至为0,断开检流计(光电放大器)。I盘置1,Ⅱ盘置0,升电流再次平衡，电桥读取电桥示值尾数为△!,则WI为第一盘绕组步进标称值，K「=WI/W,即第一盘步进比值标称值。6|即W!以为参考标准时相对修正值。接着将调I,=0,断开检流计，确认这一点后，电桥R,处改接20Ω,保持I盘为1,调Ⅱ盘为10,I.=20mA(10mA),平衡电桥，得电桥示值尾数为△!,同样I盘为2,调Ⅱ盘为0,I,=20mA(10mA),再平依此类推，按表2逐次置于各示值、被测电阻及初级电流值，同上完成I盘其他示值的同理：0!是W!以62.测量中换接R,电阻时，应先将I,降至0,各盘示值为0后换接电阻，以免冲击安匝表。I盘示值Ⅱ盘示值01012023034045053606370738083909306.2.6.3Ⅱ~IV盘的盘内比较按表3选择R,、R₄、I,值，且与I盘的相同步骤进行操作。同理：公式(8)中：j=Ⅱ~IN,i=1～10;W)为j盘绕组步进匝数名义值；K’=W/W,j盘步进比值名义值；δ;是Wi以为参考标准时相对修正值。表3Ⅱ~V盘校准参数表盘ⅡⅢV7因IV盘以下各盘与V盘共同绕组分流按比例构成，其盘内比较结果与V盘相同，故-1示值的盘内比较由盘间过渡给出。6.2.7.1I盘无“-1”示值时与Ⅱ盘的过渡(见附录B)间进行比较按公式(6)计算；过渡是以I盘W!和Ⅱ盘间进行比较按公式(6)计算；所以，这一过渡可直接由得出。6.2.7.2有“—1”示值盘与后盘的过渡电桥初级R,电流端、电位端分别短路，次级R,接100Ω标准电阻，各测量盘均置0,取电流I,=20mA(30mA)且处于正向，检流计灵敏度为最高时调节检流计零位旋钮使之指0。然后调I,=0,断开检流计，确认这一点后，将前盘(j-1)置于“-1”示值，后盘(j)置于10示值，再通过上述电流，读取检流计偏转格数a。并调节最末盘，增加n个步进值，读取由此导致检流计偏转格数△ac,且以其偏转方向为正方向，则检流计相对分度值Cx=n×10-'/△ac(每格偏转对应相对示值)。各盘过渡后再重复过渡一次读取检流计偏转格数,取二次平均偏转值az。又δ,从而求得同盘比较δ₁值。6.2.8测量盘线性度的计算6.2.8.1I盘的计算(附录C)6.2.8.2Ⅱ盘的计算(附录D)6.2.8.3Ⅲ盘的计算(附录D)86.2.8.4IN、V盘的计算(附录D)6.2.8.5VI、VⅡ盘的计算(附录E)当PY=PM=P时在已知△W:基础上，可求累加值为n示值之绝对修正值。但对一1示值，累加时应变负号。即6.2.9初级I盘1示值1000匝与次级1000匝的比较(附录F)在电桥正常工作状态下，R,、R,处各接10Ω标准电阻，在20mA(30mA)电流下和1盘示值为1时，测得两电阻比值为K₁之末尾数△K₁(检流计插读一位);然后交换两电阻的接线，即R、R,换位但保持两电阻在恒温器中的位置不变，测得换位后的电阻比值K₂之末尾数△K₂(保持I盘示值为1)。1min后，重测得尾数为△K,再返回换位前的状态，又测得尾数△K₄。次级绕组W,相对误差极限值,应不大于0.2C%。如果两标准电阻温度系数a相差较大，则可接两只100Ω标准电阻在10×√2mA电流下进行比较。6.2.10整体核验(附录F)同6.2.9条测量步骤，取I₂=1mA,读取△k₁、△k₂、△k₃、△k₄,则整体核验6.2.11测量盘线性度的修约原则按进行修约，但当它小于10微匝时修约为10微匝。以修约后的数据为准编制线性度修正值表附录I。判断以非线性允差为准。方法如下：I、Ⅱ两盘非线性相对误差绝对值不大于0.5C%,Ⅲ盘以下的非线性绝对误差之和的绝对值不大于;则非线性误差小于允许值。如Ⅱ盘中示值超过0.5C%,9n——Ⅱ盘中最大误差点出现的步进数。.非线性设款应不△,值与Ⅲ盘以下各盘绝对误差之和的绝对值仍不大.非线性设款应不6.2.12比值K合成误差的计算(附录A)值，按附录A计算依据6.2.3条测得CAr、Cv值和R,、R、值，按附录A计算7校准结果的表达7.1校准原始记录格式见附录A至附录G。7.2校准结果应在校准证书(报告)上反映，校准证书(报告)应至少包括以下信息：a)标题，如“校准证书”或“校准报告”;b)实验室名称和地址；c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);d)证书或报告的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识；g)进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的h)校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；i)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；j)校准环境的描述；k)校准结果及其测量不确定度的说明；1)校准证书和校准报告签发人的签名、职务或等效标识，以及签发日期；m)未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。校准证书(报告)内页格式见附录1和附录J。建议复校时间间隔为一年。送校单位也可根据实际使用情况自主决定复校时间台磁势、电势误差及合成误差计算表CAn=|(K₂-K))|×安匝/n格安匝/格(n=)K(格)(格)(格)(nV/格)1δw~—磁势平衡相对误差δy——电势平衡相对误差δW.——初级绕组W.相对误差极限值|δw,|--次级绕组W,相对误差极限值δK—电桥比值(K)相对误差8Km——电桥比值(K)最大相对误差附录B盘间过渡计算表Cx=n×10~Cx=n×10~⁷/△ag=()×10~'/()格=ja(格)Pi-¹ⅢVW二I盘线性度计算表(×10²)微匝i123456789Ⅱ~IN盘线性度计算表j=Ⅱ~INK²=10-9-D×10微匝i123456789V~Ⅱ盘线性度计算表PY=PM=P*j=V~VI(×10²)微匝×10微匝123456789初级I盘1示值1000匝与次级1000匝的比较及整体核验计算表云初级电流准确度计算表R电流值电压表示值(正)电压表示值(负)δ(正)δ(负)电压表示值电压表示值倍功率/2(负)δ(正)δ(负)校准证书内页格式(第2页)证书编号××××××-××××校准机构授权说明℃%校准所依据的技术文件(代号、名称):测量范围不确定度/准确度等级检定/校准1.×××××仅对加盖“×××××校准专用章”的完整证书负责。2.本证书的校准结果仅对所校准的对象有效。3.未经实验室书面批准，不得部分复印证书。证书编号××××××-××××1.安匝平衡表分度值CA=2.检流计分度值Cv:Cy=Cy=Cv=3.初级电流准确度最大误差：4.比值K相对误差δK:6.电桥测量盘线性度修正值表单位：×10²微匝IⅡⅢV123456789校准结果不确定度的评估和表述均符合JJF1059的要求。敬告：1.被校准仪器修理后，应立即进行校准。2.在使用过程中，如对被校准仪器的技术指标产生怀疑，请重新校准。3.根据客户要求和校准文件的规定，通常情况下个月校准一次。校准员：核验员：直流比较仪式测温电桥比值K误差δK测量不确定度评定J.1测量方法采用自校准方法，并利用标准电阻与标准电阻换位，R,=R,=10Ω,W,=W,=1000匝，K=1,I=1mA,测出磁势不平衡误差和电势不平衡误差，通过计算并合成可得直流比较仪式测温电