淺談電學計量中多功能校準器的校準方案

郭燁峰

大同市質量技術監督檢驗測試所 山西大同 037008

多功能校準器從本質上來講就是一種標準源，它可以對各種信號進行輸出，是很多行業研究生產的重要儀器，對電子通信以及電子電器具有非常重要的影響，因此，需要對多功能校準器的校準方案進行深入的研究，這對于相關行業的發展具有非常重要的意義。

1 淺析多功能校準器

多功能校準儀是智能化直流、交流標準電流及電壓校準儀，與傳統儀器相比，其特點如下：第一，讀數方便，其表盤主要使用數字進行顯示，避免在讀數過程中出現人為誤差問題；第二，其量程較寬，具有較為廣闊的適用范圍；第三，具有較細的分檔，精確性較高，能夠滿足高精度的數據測定工作；第四，具有較強的實用性，便于攜帶，不容易受到外力作用的影響；第五，通常校準器設有自我保護功能，在使用期間不容易出現燒壞的問題。

當前的多功能校準器功能主要有以下幾點：第一，LED數字顯示輸出量，能夠完成百分比和實際值的有效顯示；第二，利用鍵盤能夠對輸出量的變化進行把握，鍵盤控制量主要分為0.1[%]/N、1[%]/N、10[%]/N以及100[%]/N，其中N為15、10、6、5、4；第三，外控調節器可以離機對輸出量變化進行控制，而且在調節器上配有電位器和鍵盤，能夠結合實際需求進行轉換；第四，直流和交流的電流與電壓輸出量最大為20A和1.05KV；第五，交流輸出主要有4種高低不同的頻率，且具有良好的穩定性；第六，儀器具有自我保護功能，在出現超載輸出的情況下，儀器會自動斷開，直到調節好以后經過手動復位就能進行正常使用；第七，鉗形表測量，對標準線圈進行使用，最高電流測量值能夠達到1000A，能夠對大部分測量需求加以滿足，并且可以將誤差控制在0.3%以內。

2 多功能校準器的校準方法

在多功能校準器校準方面涉及諸多內容，而為了便于敘述，本文結合相關案例進行討論，利用5520A多功能校準器，對其校準展開實驗并進行記錄，并針對交流電壓示值誤差進行具體分析。

經過研究發現，在多功能校準器交流電壓的量程當中，準確度最高的量程即為0.33-3.3，根據廠家出具的指標以及相關規范，將50Hz作為基本電壓頻率，結合最精準量程3.3v所具備的連續性特點，對其測試點進行科學的選擇，此外，交流電壓示值誤差主要采用標準表法進行校準。

在誤差值判斷方面，要對相關標準及規范加以遵守，要求誤差值能夠達到標準的1/3或1/5，如果不在要求范圍內，不能使用多功能校準器進行測量，而根據要求可以將5790A作為多功能校準器測量交流電壓的標準設備。

3 多功能校準器校準的相關過程

對多功能校準器進行校準，主要涉及兩個過程，一是手動校準，二是計算機校準，以下為這兩個校準過程的主要內容。

3.1 手動校準

第一，對儀器進行檢查，確保5520A的輸出處于非開放狀態，否則需要對其進行調節，將其調為非開放狀態，然后需要根據相關要求對5520A多功能校準器以及5790A交流測量標準連接線進行連接。

第二，在5790A700mV電壓范圍內，需要先將頻率設置為1kHz，而輸出電壓則應該設置在0.4v，將OPR按鈕按下，待讀數穩定以后對數據進行讀取，從而獲得準確測量值。

第三，將5520A既定輸出值作為參考，根據上述流程進行循環試驗，并對5790A的設置范圍進行修改。

將5790A的范圍作為依據，獲得0.33-3.3v5520A范圍精度3倍的5790A范圍，這時可以測得交流電壓3.3V的距離可能會出現的誤差，其校準過程需要對手動連接方式進行使用。

3.2 計算機自動校準

這種校準過程主要是利用計算機來實現儀器的校準，這個過程的操作較為簡單，而且校準的準確性也相對較高，而在落實自動校準工作時，需要將通信總線接好，具體步驟如下：將總線和測量線連接好，然后將設備導入系統當中，并對儀器間的測量線進行連接，在系統當中導入設備的相關信息，而計算機會將其余校準工作完成。主要步驟包括：

第一，獲取各儀器在通信儀器中地址，這個地址一般具有唯一性，數據獲取以后，能夠實現計算機和儀器間的數據交換，確保兩者的正常對話。第二，在完成第一步以后，可以在計算機當中完成校準器參數的設定工作，并要根據計算機的要求對校準器的部分參數進行改變，最后將部分數據的測定工作完成。第三，利用程序能夠在后臺對獲得的數據進行分析，根據相關技術指標進行數據的判定，從而確定數據的質量，這樣可以將校準工作初步完成，程序會對檢測器的參數進行存檔并進行綜合的分析，進而得出滿足相關標準的文檔。

4 多功能校準器檢定過程中的注意事項

當前階段，國內在5520多功能校準器方面還沒有設置相應的計量檢定規程，因此，在落實檢定工作的過程中，必須要對以下內容保持注意。

4.1 確定最大允許誤差

對于計量檢定機構而言，最大允許誤差是判別儀器與技術指標要求是否相符的重要依據，首先，要對校準周期和檢定周期進行明確，一般計量檢定周期的規定為一年，而儀器超差問題的判定，需要將一年的絕對不確定度指標作為依據，在此過程中，需要注意的問題就是在明確最大允許誤差以后，對不確定度指標的意義進行正確的理解，也就是說，儀器自身的絕對不確定度指標和校準使用的校準標準絕對不定度密切相關[1]。

4.2 調節儀器技術指標

在5520A多功能校準器當中，能夠給出校準之后多個時間段、置信度99%以及溫度范圍±5℃條件下的絕對不確定度指標，而具體時間段包括24小時、90天和1年，用戶可以結合自身的使用條件，選擇相應的技術指標進行使用。而在短時間當中可以對較高的性能水平加以規定，但這種水平能夠保存的時間相對較短，主要是由于校準標準的跟蹤能力會受到儀器及低頻噪聲的影響，而長期性的技術指標通常用于反映儀器的環境影響因素和積累漂移因素。

在進行檢定的過程中，具體要在何時調節儀器的輸出，或者堅持怎樣的調節原則，主要有兩種觀點，第一是在檢定點超差或者是即將超差的情況下，落實調節工作；第二是在可能的情況下，在檢定期間進行校準，不管是否存在檢定點超差的問題。由于5520A多功能校準器具有自行校準功能，其可以在不開殼的情況下進行校準，而且校準操作方便，校準過程非常簡單，每個檢定周期都要進行調節和校準，以此來確保其技術指標。

4.3 檢定過程及檢定周期

儀器在相應時間段當中必須要滿足的相關技術要求即為技術指標，該時間段反映了檢定周期和校準周期，其中檢定校準周期能夠在特定時間當中對其既定技術指標能力加以保證，整個檢定過程就是要對檢定間隔當中的儀器技術指標進行判定，在5520A多功能校準器當中給出的1年絕對不確定度指標，能夠將儀器校準之后1年以內的負載調整、傳輸線、線性、溫度以及儀器穩定性的影響反映出來，同時還涉及校準標準的溯源能力，而對儀器進行檢定，實際就是對相關指標進行考核[2]。

5 結語

綜上所述，在我國科技飛速發展的情況下，多功能校準器技術指標方面的完善性也在逐漸提升，而確保計量檢定的準確性，具有非常重要的意義，因此，必須要對此類儀器的檢定方法進行深入的研究和探討，以此來滿足計量技術發展的相關需求[3]。