隨著新(xīn)型電阻測量儀器的開發和應用不斷湧現,為滿足日益增加(jiā)的量值溯(sù)源和市場需求,製定交直(zhí)流模擬(nǐ)電阻器的(de)國(guó)家計量技術(shù)規範顯得十分必要和迫切。由浙(zhè)江省計量科學研究院(yuàn)等單位承擔製定起草的JJF1723-2018《交直流(liú)模擬電阻器校準規(guī)範》於2018年12月25日經(jīng)國家市場監管總(zǒng)局批準發布,自2019年3月25日起在全國實施(shī)。
一(yī)、關於適(shì)用範(fàn)圍(wéi)的說明
交直(zhí)流(liú)模擬電(diàn)阻器(以下簡稱“模擬電阻器(qì)”)是(shì)一種有源的四端標準電阻器,常(cháng)用於電(diàn)阻測(cè)量儀(yí)器的檢(jiǎn)定、校準或其他相關參數的測量。模擬電阻(zǔ)器(qì)采用電子技術使其(qí)伏安特性遵循歐姆定律,進行電阻阻值的模擬(nǐ),其(qí)本身並非真實的電阻(或部(bù)分實物電阻,模擬值是實物電阻的比例倍數);由電流(電壓)轉換裝(zhuāng)置和無源標準(zhǔn)電阻器等構成(chéng),分為電流型有源模擬(nǐ)電阻器和(hé)電壓型有源模擬電阻器。
模擬電阻(zǔ)器是測量接地導通(tōng)電(diàn)阻測(cè)試儀(yí)、回路電阻測試儀(yí)和直流低(dī)電(diàn)阻測(cè)試儀等電氣安全測量設備(bèi)電阻量值的標(biāo)準裝置,其基本原理是基於歐姆定律,根據輸(shū)入測試電(diàn)流I產生與(yǔ)標準(zhǔn)電阻R0對(duì)應的電(diàn)壓信(xìn)號,實際為一個電流電壓(yā)轉換器,模擬電阻R與標準電阻R0滿足如下關係:R=R0/K,其中K為(wéi)電流(電壓(yā))轉換裝置的變比。
按工作模式,模擬電(diàn)阻器有(yǒu)交流有源模擬電阻(zǔ)器、直流有源模擬電阻器和交、直流兩用有源模(mó)擬電阻器(qì)。通過多年的檢測經驗(yàn)積(jī)累及市場(chǎng)調研,並廣(guǎng)泛(fàn)征求(qiú)意見,編製時既確保規範的適用性,又考慮(lǜ)國產和進口同類器具的現狀(zhuàng),同(tóng)時兼顧(gù)其用途。編製組認為本(běn)規範適(shì)用於電流為0.1A~1kA的直流(liú)、工頻交流有源模擬電阻器的校準(zhǔn),也就是說,模(mó)擬電阻器輸(shū)入電流上限不超過1kA、下限不低於0.1A,交流工作頻(pín)率為工頻(45~65)Hz。
二、計量特性(xìng)要求及校(xiào)準(zhǔn)項目的設立
1.計量特性要求
根據模擬電阻器的工作原理、設計技術特征以及目前市場上現有模擬電阻器的(de)主(zhǔ)要(yào)技術特性參數,實際為電流電壓比例器,其比例值就是所模擬的(de)電阻值。因此,JJF1723-2018計量特性確定為模(mó)擬電阻、電流示值的(de)最(zuì)大允(yǔn)許誤差。其他項(xiàng)目如直流輸(shū)出(chū)電(diàn)壓的交流電壓分(fèn)量和交(jiāo)流輸出電壓的直(zhí)流電壓分量作為通(tōng)電檢查項目。
模擬電阻器作為標準用於計量檢定、校(xiào)準接地導通電(diàn)阻測試儀時,模擬電阻範圍一般為0.1mΩ~0.6Ω,電流為0~30A,準(zhǔn)確(què)度等級為0.1%~0.05%;用於計(jì)量檢定、校準回路電阻測試(shì)儀、微(wēi)歐(ōu)姆計和(hé)變壓器內阻快速(sù)測試儀(yí)時,電阻一般為 10μΩ~20Ω,電流為0~300A,準確度等級為(wéi)0.1%~0.02%。參(cān)考進口同類器(qì)具的使(shǐ)用現狀,規範確定模擬電阻測量範(fàn)圍為1μΩ~200Ω,最大允許(xǔ)誤差(chà)為±(0.2%~0.02%) ;電(diàn)流(liú)測(cè)量範圍為(0.1~1000)A,最大(dà)允許誤差為±(0.2%~0.02%)。
2.校準項目(mù)的設立
依據JJF1071-2010《國家計量校準(zhǔn)規(guī)範編寫(xiě)規(guī)則》的要求,校準(zhǔn)項(xiàng)目應與計量(liàng)特性(xìng)要求一(yī)一(yī)對應。因此,編製組在製定JJF1723-2018時,校準項目盡(jìn)可(kě)能全麵,用(yòng)戶(hù)可根據需求選擇校準其中的項目。模擬電阻(zǔ)器校準項目如表1所示。
三、校準方法
在JJF1723-2018製(zhì)定過程中,編製組進行了相關的試驗,並(bìng)積極與製造商及廣大用戶溝通、探(tàn)討,積(jī)累了豐富的經驗和獲得了大量的實(shí)驗數據,力求(qiú)編寫的規範技術內容完善、校準方法正確可行和計量(liàng)特性(xìng)技術參數(shù)規定合理(lǐ)。現對每個校(xiào)準項目的(de)校(xiào)準方法進行解讀。
1.模擬電(diàn)阻的校準
首先(xiān),明(míng)確模擬電阻器電(diàn)阻值校準點的選(xuǎn)取原則。校準點應(yīng)覆蓋所有(yǒu)量程並兼顧各量(liàng)程之間的覆蓋性及量程內(nèi)的均勻性(xìng),同時參(cān)考(kǎo)被校模擬電阻器使用說明書中對校準點的建議,並可根據實際(jì)情(qíng)況(kuàng)或送校單位的要(yào)求選(xuǎn)取。其次(cì),對於同時具有(yǒu)交流、直流(liú)模(mó)擬電(diàn)阻(zǔ)功能的模(mó)擬電阻器應分別進行校準。再次,規定選取準確度最優量程(倍率組合)為(wéi)基本量(liàng)程,其他(tā)量(liàng)程為(wéi)非基(jī)本量程。並且要(yào)求基本量程所有測量點全(quán)校;非基本量程(chéng),選取2~3個校準(zhǔn)點,一般包括量程(chéng)的(de)10%和100%測量點(diǎn)。
JJF1723-2018確定模擬(nǐ)電阻器的電(diàn)阻值校準(zhǔn)方法(fǎ)有(yǒu)直接測量(liàng)法和標準源表法兩種(zhǒng)。其中,直接測量法(fǎ)僅適用於(yú)直流模擬電(diàn)阻器的校準,標準源表法適用於(yú)交(jiāo)流、直(zhí)流模擬(nǐ)電阻器的校準。
在校準模擬(nǐ)電(diàn)阻(zǔ)值時,為了使校準數據更(gèng)加接近實(shí)際使(shǐ)用狀態下的值,用標準源表按圖(tú)1方式連(lián)接被校模擬電(diàn)阻器,在(zài)額(é)定電流下根(gēn)據(jù)校準點調節被校模擬電阻器(qì)的(de)電阻設(shè)定值,用數字電(diàn)壓(yā)表測量其電壓輸(shū)出端(duān)電壓,依(yī)據電阻設(shè)定(dìng)值、電壓和電流測量值,即可得到被校模擬(nǐ)電阻器的實際(jì)電(diàn)阻阻值(zhí)及其相應測量不確定(dìng)度。
對於直(zhí)流(liú)模(mó)擬電阻器(qì),其電(diàn)阻值校準也可采用電阻測(cè)量儀器法,即直接測(cè)量法(fǎ),常(cháng)用的電阻測量儀器有電橋、電流比較儀等。在額定(dìng)電流下用比被校(xiào)模擬電阻器高兩個準確度等級的精密直(zhí)流電(diàn)阻測(cè)量(liàng)裝(zhuāng)置直接進(jìn)行校準,測量(liàng)裝置示值即為被校模擬電阻值。
2.電流示(shì)值(zhí)的校準
JJF1723-2018明確電流示值校準點在各電流量程選取3~5個校準點,且一般包括量程的(de)20%、100%測量點。其(qí)示值校準(zhǔn)方法有標準源法和(hé)標準表法(fǎ)兩種,依(yī)據(jù)標準(zhǔn)源(yuán)輸(shū)出(chū)值或標準表的讀數,即可得到模擬電阻器電流的示(shì)值誤差。
四、執行中(zhōng)的注意事項
1.JJF1723-2018列出(chū)了常用的電流測量裝置有標準電(diàn)流表、標準電阻器、同軸分流器、標準互(hù)感器等。
2.校準(zhǔn)時(shí)應考慮電流測量裝(zhuāng)置的輸入阻抗和(hé)輸入(rù)零電流對(duì)校準結果的影響。如(rú)果阻抗不匹配,將會影響校準數據的準確性。
3.JJF1723-2018僅規定了模擬電阻器主要計量特性(xìng)的(de)校準方法,考慮到其他項目(mù)如直流輸出電壓的(de)交流電壓分量和交(jiāo)流輸出電壓的(de)直流電壓分量僅(jǐn)是模擬電阻(zǔ)器的產品質量(liàng)特性,故列入本(běn)規範中(zhōng)的通電檢查項目進行校準前(qián)檢查。
本文刊發於《中國計量》雜誌2019年第5期
作者:浙江省計量(liàng)科學(xué)研究院(yuàn) 陳誌明 鄭孟霞(xiá) 林婷
注:陳誌明為JJF1723-2018的主要起(qǐ)草人,鄭孟霞(xiá)、林婷為參(cān)加起草人。