直流電阻箱誤差對檢定二次儀表的影響

詹喻威，李瑞泉

(中航工業北京航空材料研究院計量中心，北京100095)

1 問題的提出

直流電阻箱作為溫度二次儀表的檢定標準，主要用于檢定輸入類型為Pt100的溫度二次儀表，用電阻箱模擬熱電阻，并作為被檢表的輸入值，根據二次儀表的顯示值與標準值的差來判定被檢表是否合格［1］，根據JJG 617-1996《數字溫度指示調節儀的檢定規程》對檢定標準器的要求，直流電阻箱要求誤差小于被檢儀表允差的0.2倍。

通常認為直流電阻箱作為二次儀表的檢定標準，只要檢定合格，就能滿足檢定二次儀表的要求;如果電阻箱檢定不合格，就不能用于檢定二次儀表。實際工作中發現，情況并非如此。

直流電阻箱能否作為二次儀表的檢定標準，并不在于其是否檢定合格。如果檢定合格，但誤差大于JJG 617-1996檢定規程要求，也不能用作檢定標準使用;相反，即使檢定不合格，其誤差小于規程要求，經評估后仍可使用。本文就直流電阻箱與二次儀表之間的轉換關系進行討論，并就其能否作為二次儀表檢定標準給出了評估方法。

2 分析與討論

以ZX25a型直流電阻箱為例進行討論。該型電阻箱為0.02級，因其具有接觸電阻小、壽命長、精度高和穩定性好等優點，是檢定二次儀表首選標準，該表阻值調整范圍:0.01～11111.10 Ω［3］，各盤的精度等級如表1所示。

表1 電阻箱各盤的精度等級

電阻箱某盤某檔的最大允許誤差=測量盤×檔位數×精度等級，由此公式可得，×100盤3檔的允許誤差為0.06 Ω。作為二次儀表的檢定標準，其誤差應小于0.05 Ω。如果×100盤3檔的誤差恰在兩者之間，即0.05 Ω≤×100盤3檔誤差≤0.06 Ω，則電阻箱在該檔合格，并且當電阻箱在其他檔位都合格的話，該電阻箱可判為合格。在這種情況下，由于其誤差不小于0.05 Ω，因此檢定合格的電阻箱將不能作為二次儀表的檢定標準。

相反，檢定不合格的電阻箱有時也能滿足作為二次儀表檢定標準的要求，以ZX25a型電阻箱某次檢定不合格的情況做分析。檢定數據如表2所示。

表2 電阻箱盤的檢定數據 Ω

根據以上數據并對比各盤的允許誤差范圍，可得出表3的結論，該電阻箱在×0.01盤各檔示值誤差均超出允許誤差范圍，判為檢定不合格，因此該電阻箱不能用于電阻測量［4］，但由下文評估方法可以看到，電阻箱仍可以作為二次儀表的檢定標準。

表3 電阻箱末盤檢定結果 Ω

3 評估方法

利用表2給出的檢定數據，可對直流電阻箱能否作為二次儀表的檢定標準進行評估，本文給出了兩種評估方法。

3.1 最小分辨力評估法

依據JJG 617-1996檢定規程的要求，電阻箱的誤差小于被檢儀表最大允許誤差的0.2倍。因最小分辨力必定遠小于最大允許誤差，如果測量誤差小于最小分辨力的0.2倍，則該誤差小于被檢表最大允許誤差的0.2倍，滿足使用要求。所以根據檢定數據，確定測量盤引入的誤差小于最小分辨力的0.2倍，就可以判斷該電阻箱符合檢定二次儀表的要求，可作為檢定標準使用;反之，該方法失效。

一般而言，對于精度較高的二次儀表，其最小分辨力為0.1℃，0.1℃ ×0.2=0.02℃，換算成電阻，1℃相當于 0.35 Ω，因此 0.02℃ ×0.35 Ω/℃ =0.007 Ω，因此，如果電阻箱最小盤的誤差在±0.007 Ω范圍內，就滿足該要求。

根據檢定數據:×0.01盤最大誤差為0.0089 Ω，大于0.007 Ω的要求，因此用最小分辨力方法尚不能確定該電阻箱能否作為二次儀表的檢定標準。

3.2 最大允差評估法

上面已計算過，如果電阻箱的最大誤差在±0.05 Ω范圍內，該電阻箱可以作為檢定標準使用，反之，則不能作為檢定標準。計算電阻箱的最大誤差有幾種不同的方法可供選擇。

1)找出誤差最大值，并送檢測出實際誤差的方法

找出各檔 (因Pt100分度表的值最大僅為313 Ω，×100盤只用1～3檔，×1000盤不用，不予考慮)誤差最大的點，以表2檢定數據為例，×100盤第2檔點為誤差最大的點，誤差是0.003 Ω;×10盤為第1點0.0002 Ω， ×1盤為第5點0.0001 Ω; ×0.1盤為第7，9點0.0003 Ω; ×0.01盤為第1點0.0089 Ω。因此215.71 Ω和215.91 Ω這兩個阻值的誤差最大，有條件的話，可以把電阻箱再次送檢，核實電阻箱這兩個電阻值的實際誤差，如實際誤差小于0.05 Ω，則說明該電阻箱的最大誤差小于JJG 617-1996檢定規程的要求，可以作為檢定標準使用，反之，則不能使用。

2)各檔最大誤差累加的方法

由于再次送檢將無謂地增加費用并占用時間，可以利用現有的數據進行粗算，即將215.71 Ω和215.91 Ω兩值，用證書給出各點的誤差進行相加，因證書給出的誤差經過修約，因此誤差應該是偏大的，如果相加后的誤差仍滿足要求，那么就說明該電阻箱可以使用，如不滿足仍須按上一種方法確認是否可用。誤差相加后為 (0.003+0.0002+0.0001+0.0003+0.0089)Ω=0.0125 Ω，遠小于0.05 Ω 的要求，因此可判斷該電阻箱可作為檢定標準使用。

3)粗略計算方法

我們知道，電阻箱不合格的原因為各盤在使用中由于磨損致使接觸電阻不斷增大，而最小盤的使用頻率最高，磨損也最大，從理論上講，最小盤給出的阻值的誤差應該最大，因此可以用最小盤誤差的5倍來計算最大誤差，為0.0089 Ω×5=0.0445 Ω，也小于0.05 Ω，因此也能判斷電阻箱可以作為檢定標準使用。

從以上評估可以看出，后兩個評估方法均可判斷電阻箱在末盤超差的情況下，電阻箱仍滿足作為二次儀表的檢定標準的要求，也即電阻箱檢定不合格，但其仍然可以作為二次儀表的檢定標準。

4 結論

通過本文的討論可以看出，電阻箱作為二次儀表檢定標準，其檢定結果并不能說明是否可用，必須經過評估方可確定是否符合二次儀表檢定標準的要求。

［1］國家技術監督局.JJG 617－1996數字溫度指示調節儀的檢定規程［S］.北京:中國計量出版社，1996.

［2］日本島電公司.SR93溫控儀使用說明書 ［Z］.

［3］上海電工儀表廠.ZX25a型直流電阻箱使用說明書 ［Z］.

［4］國家質量監督檢驗檢疫總局.JJG 982-2003直流電阻箱檢定規程［S］.北京:中國計量出版社，2003.