淺談直流電阻儀器檢定方法及自動(dòng)化檢定

侯鈺

摘 要：直流電阻儀器包括了直流電阻箱、高阻箱、直流電橋，可以說(shuō)直流電阻儀器作為科研、測(cè)量及生產(chǎn)的必備工具。傳統(tǒng)的手動(dòng)檢定裝置操作非常麻煩，如果用標(biāo)準(zhǔn)電橋，標(biāo)準(zhǔn)電位差計(jì)，需要檢流計(jì)指零，不謹(jǐn)慎就會(huì)造成沖擊檢流計(jì)，導(dǎo)致直流電阻儀器的破壞，同時(shí)手工記錄存在一定的誤差，因此，自動(dòng)化檢定對(duì)電氣計(jì)量檢定工作的開(kāi)展意義重大。該文筆者結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，首先指出直流電阻儀器自動(dòng)化檢定的重要意義，其次再著重介紹直流電阻儀器自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：直流電阻儀器 檢定方法 自動(dòng)化檢定

中圖分類號(hào)：TM933.12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）06（c）-0242-01

目前，我國(guó)直流電阻儀器的檢定仍未完全摒棄傳統(tǒng)的手工測(cè)量方法，而諸多實(shí)踐表明，傳統(tǒng)的手工測(cè)量方法具有操作速度慢、操作流程繁瑣及讀取數(shù)據(jù)不直觀的缺點(diǎn)，因此，嚴(yán)重制約著直流電阻儀器檢定速度及測(cè)量精度的提高。隨著計(jì)量自動(dòng)化及數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，建立為直流電阻儀器服務(wù)的自動(dòng)化檢定系統(tǒng)日漸受到社會(huì)的關(guān)注。

1 直流電阻儀器自動(dòng)化檢定的重要意義

直流電阻儀器檢定是指對(duì)若干測(cè)量盤指示值的檢定，而對(duì)各指示值的檢定要求對(duì)標(biāo)準(zhǔn)儀器的測(cè)量盤進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使平衡指示儀歸零，如此對(duì)數(shù)據(jù)的讀取即為對(duì)指示值的測(cè)定。直流電阻儀器由若干測(cè)量盤組成，因此，必須對(duì)若干指示值進(jìn)行檢定，且注意檢定后，必須對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行符合規(guī)定的化整處理，以判斷直流電阻儀器的質(zhì)量?？梢?jiàn)，直流電阻儀器檢定工作具有重復(fù)性，而若采取傳統(tǒng)的人工測(cè)量方式進(jìn)行檢定，工作量相當(dāng)大，且工作效率較低。為此，本文認(rèn)為必須摒棄傳統(tǒng)的直流電阻儀器檢定方法。隨著計(jì)量自動(dòng)化及數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字多用表被廣泛應(yīng)用到電學(xué)計(jì)量實(shí)驗(yàn)室，以此為直流電阻儀器檢定的自動(dòng)化及數(shù)字化改革創(chuàng)造了條件。另外，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及接口技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字多用表與計(jì)算機(jī)間的相互通訊成為現(xiàn)實(shí)，同時(shí)計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算能力能為數(shù)據(jù)化整提供更加簡(jiǎn)單、高效的方法，由此也為直流電阻儀器自動(dòng)化檢定的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造條件。

2 直流電阻儀器自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)

2.1 直流電阻儀器自動(dòng)化檢定方法

直流電阻儀器自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)由3458 A型數(shù)字多用表（8位半）、4000 A型直流標(biāo)準(zhǔn)源（0.001級(jí)）、ZX54型直流電阻箱（0.01級(jí)）、IEEE488接口、計(jì)算機(jī)及打印機(jī)組成。直流電阻標(biāo)準(zhǔn)儀器的技術(shù)指標(biāo)詳見(jiàn)表1。此外，該系統(tǒng)編程所選的開(kāi)發(fā)平臺(tái)為VB6.0（VisualBasic）。

依據(jù)《直流電阻器》（JJG166-93）及《直流電橋》（JJG125-86）的要求可知，該系統(tǒng)符合直流電阻儀器檢定0.5級(jí)～0.005級(jí)準(zhǔn)確度等級(jí)的要求，但測(cè)量方法必須由阻值的大小而定。若檢定環(huán)境的溫濕度分別為20 ℃±5 ℃、40%～75%，則應(yīng)分別采用下列方面進(jìn)行測(cè)量。（1）直接測(cè)量法。直接測(cè)量法多用來(lái)檢定中/低阻值的直流電阻儀器，其中采用整體方式來(lái)檢定直流電阻箱及高阻箱，采用半整體方式檢定直流電橋，即測(cè)量盤采用整體方式檢定及量程變換氣按元件檢定。例如：若阻值RX<10 MΩ的直流電阻儀器采用3458A的電阻量程進(jìn)行直接測(cè)量，則RX=AX（AX為3458 A的讀數(shù)）。直接測(cè)量法要求采用四線測(cè)量，以免引線電阻影響到小電阻的測(cè)量精度。測(cè)試線盡量選用端部為銅接線片的粗導(dǎo)線，以確保接觸電阻更小及測(cè)量數(shù)據(jù)精度更高。（2）分壓測(cè)量法。分壓測(cè)量法多用來(lái)檢定高阻值的直流電阻儀器。若高阻箱的阻值≥10 MΩ，則數(shù)字多用表電阻量程的重復(fù)性及穩(wěn)定性均與數(shù)字多用表準(zhǔn)確度等級(jí)的要求不相符，因此，該系統(tǒng)對(duì)高阻值的自動(dòng)測(cè)量采用串聯(lián)分壓方法。分壓測(cè)量裝置由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、ZX54型直流電阻箱、4000 A型標(biāo)準(zhǔn)電壓源、3458 A型數(shù)字多用表組成。若設(shè)置U=1000 V=10 kΩ/100 kΩ，則可選用數(shù)字多用表準(zhǔn)確度的Ⅳ量程，從而使直流電阻儀器檢定的阻值控制到107 10 ，且僅需改變高阻標(biāo)準(zhǔn)電阻箱的阻值，便可使該阻值波動(dòng)范圍延伸至107 ～1013 。但需注意的是，高阻標(biāo)準(zhǔn)電阻箱的檢定過(guò)程，必須選用帶屏蔽線的測(cè)試線。實(shí)踐表明，高阻箱阻值的波動(dòng)范圍為103 ～1012 ，而阻值的準(zhǔn)確度等級(jí)為?？梢?jiàn)，采用直接測(cè)量法及分壓測(cè)量法均能實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電阻儀器的自動(dòng)化檢定。

2.2 直流電阻儀器自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)的功能

結(jié)合前文可知，直流電阻儀器自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)具體采用直接測(cè)量法、分壓測(cè)量法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電阻儀器的檢定，而該系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)步驟為：開(kāi)始→系統(tǒng)登錄→被檢儀器登錄→檢測(cè)→預(yù)覽/打印→系統(tǒng)維護(hù)→幫助→退出。

3 結(jié)語(yǔ)

研究表明，直流電阻儀器自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有裝置簡(jiǎn)潔且實(shí)用、自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)單且人機(jī)界面優(yōu)、系統(tǒng)功能完善且可靠性高及通用性好的優(yōu)點(diǎn)，因此，該系統(tǒng)的應(yīng)用既能夠有效規(guī)避傳統(tǒng)檢定方法的諸多弊端，又能切實(shí)提高直流電阻儀器檢定的工作效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度及規(guī)避人為因素的不良影響。

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