直流電阻箱的檢定校準(zhǔn)

一、引言

直流電阻箱，能夠調(diào)節(jié)產(chǎn)生寬范圍的精密電阻值，既可用以檢定各等級(jí)電阻計(jì)量器具，又能在電路調(diào)試中應(yīng)用為可變電阻，廣泛應(yīng)用于計(jì)量校準(zhǔn)、生產(chǎn)測(cè)試、教學(xué)實(shí)驗(yàn)等至關(guān)重要的測(cè)量測(cè)試場(chǎng)合。在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，直流電阻箱內(nèi)部的電阻元件由于老化、磨損、氧化等原因會(huì)出現(xiàn)阻值偏離，此時(shí)，定期檢定便如同一位敏銳的守護(hù)者，能夠及時(shí)捕捉到這些阻值的細(xì)微變動(dòng)。通過(guò)定期檢定，能夠確保直流電阻箱的測(cè)量準(zhǔn)確性以及量值的可靠性，進(jìn)而有力保障量值傳遞的準(zhǔn)確性與一致性，為基于電阻測(cè)量的各類實(shí)驗(yàn)和工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程筑牢根基。所以，對(duì)直流電阻箱進(jìn)行定期檢定校準(zhǔn)，無(wú)疑是一項(xiàng)不可或缺的重要工作。

二、直流電阻箱概述

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直流電阻箱的定義和分類

直流電阻箱是一種能夠提供精確、穩(wěn)定可變直流電阻值的電阻標(biāo)準(zhǔn)量具，由若干已知精密電阻和切換開(kāi)關(guān)按串并聯(lián)形式組合，通過(guò)改變開(kāi)關(guān)位置，使阻值在已知的范圍內(nèi)按一定的步進(jìn)而改變。

直流電阻箱十進(jìn)電阻盤(pán)線路結(jié)構(gòu)一般有兩種形式：一種是串聯(lián)式，即由同名義值電阻串聯(lián)后依靠電刷移動(dòng)到不同位置而達(dá)到阻值變換；另一種是組合式，即由多個(gè)單只電阻器經(jīng)組合串聯(lián)而成。

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直流電阻箱的應(yīng)用場(chǎng)景

計(jì)量校準(zhǔn)直流電阻箱具有多種準(zhǔn)確度等級(jí)，能夠輸出穩(wěn)定精確的電阻值，可以用于測(cè)試和校準(zhǔn)各種儀器。在計(jì)量實(shí)驗(yàn)室中，直流電阻箱被廣泛應(yīng)用于電阻測(cè)量的校準(zhǔn)工作，在多項(xiàng)規(guī)程規(guī)范中作為標(biāo)準(zhǔn)儀器，對(duì)直流電阻表、直流電流表等測(cè)量?jī)x器進(jìn)行校準(zhǔn)，確保其測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

生產(chǎn)測(cè)試用于電路調(diào)試、測(cè)試和生產(chǎn)等工作。在電子電路設(shè)計(jì)和調(diào)試過(guò)程中，可以用于調(diào)整電路的參數(shù)，如電阻、電流、電壓等。通過(guò)改變電阻箱的阻值，可以觀察電路的工作狀態(tài)，從而優(yōu)化電路設(shè)計(jì)；還可用來(lái)驗(yàn)證電路對(duì)不同電阻值的響應(yīng)，模擬各種電路元件的電阻值，幫助工程師分析和解決電路問(wèn)題。

教學(xué)實(shí)驗(yàn)直流電阻箱是一種常用的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，可以幫助學(xué)生了解電阻的概念、測(cè)量方法和電路原理。在物理、電子等學(xué)科的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，直流電阻箱可以作為實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生進(jìn)行電阻測(cè)量、電路搭建和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析等實(shí)驗(yàn)操作。

三、直流電阻箱檢定規(guī)程

JJG 982-2022直流電阻箱檢定規(guī)程是對(duì)2003版同名規(guī)程的最新修訂，其中涉及對(duì)直流電阻箱準(zhǔn)確度等級(jí)范圍、穩(wěn)定性考核范圍、殘余電阻誤差的規(guī)定、開(kāi)關(guān)變差的檢定方法的修改，又鑒于數(shù)字電壓表法在直流電阻箱實(shí)際檢定中應(yīng)用廣泛，因此規(guī)程對(duì)該方法在敘述上做了些修改。

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規(guī)程適用范圍

適用于準(zhǔn)確度等級(jí)0.005級(jí)及以下等級(jí)、電阻值范圍(10-3~108)Ω、線路絕緣電壓不大于 650V的直流電阻箱的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。本規(guī)程不適用于作為儀器內(nèi)部組件的或因特殊要求而研制的直流電阻箱及交流電阻箱的檢定。

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檢定項(xiàng)目

外觀及線路檢查、絕緣電阻、殘余電阻、開(kāi)關(guān)變差、基本誤差、年穩(wěn)定性。

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檢定方法

直接測(cè)量法、同標(biāo)稱值替代法、數(shù)字電壓表法。

四、直流電阻箱檢定福祿克解決方案

(一) 在直流電阻箱的檢定工作中，選擇合適的電阻測(cè)量?jī)x器或裝置至關(guān)重要。福祿克8588A作為一款穩(wěn)定度、準(zhǔn)確度一流的參考級(jí)八位半標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字多用表，具有許多優(yōu)勢(shì)，使其成為檢定直流電阻箱的理想選擇。

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高準(zhǔn)確度

8588A在電阻、電壓、電流等參數(shù)的測(cè)量上都具有很高的準(zhǔn)確度，電阻測(cè)量準(zhǔn)確度 7.1 ppm (95%)；直流電壓測(cè)量準(zhǔn)確度 2.7 ppm (95%)，能夠滿足直流電阻箱檢定規(guī)程對(duì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的要求。

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強(qiáng)大的電阻測(cè)量功能

8858A電阻量程1Ω ~ 10GΩ；最小分辨率10nΩ，能夠滿足規(guī)程對(duì)直流電阻箱電阻范圍的覆蓋。還具有多種電阻測(cè)量方法：兩線標(biāo)準(zhǔn)、四線標(biāo)準(zhǔn)和四線真歐姆等。

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比率功能

8588A標(biāo)配前后面板兩路測(cè)量通道?？梢蕴峁┍戎苯訙y(cè)量獲取更高準(zhǔn)確度的電阻和電壓比率測(cè)量功能，提供多種比率方法選擇前-后，或前/后，或（前-后）/后。8588A的比率功能可以應(yīng)用于檢定基本誤差項(xiàng)目時(shí)的同標(biāo)稱值替代法和數(shù)字電壓表法。

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分析功能

8588A具有全新用戶交互界面，可顯示趨勢(shì)圖、統(tǒng)計(jì)信息、直方圖和FFT。統(tǒng)計(jì)信息可以提供測(cè)量結(jié)果趨勢(shì)圖、最大值、最小值、跨距、平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、讀數(shù)數(shù)量。在檢定殘余電阻和開(kāi)關(guān)變差項(xiàng)目時(shí)，可以使用8588A的分析功能直接獲取三次測(cè)量的平均值和三次測(cè)量值中最大值與最小值之差。

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數(shù)學(xué)運(yùn)算功能

8588A 具有對(duì)采集到的讀數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算功能，提供運(yùn)算公式：(mx – c) / z；“x”是采集到的讀數(shù)；公式中的三個(gè)常數(shù)為：“c” ：開(kāi)啟后顯示的讀數(shù)為測(cè)量值減去常數(shù) c；“z” ：開(kāi)啟后顯示的讀數(shù)為測(cè)量值除以常數(shù) z；“m” ：開(kāi)啟后顯示的讀數(shù)為測(cè)量值乘以常數(shù) m。在檢定基本誤差項(xiàng)目時(shí)可以使用8588A數(shù)學(xué)運(yùn)算的減c和乘m，用于去除殘余電阻和乘以標(biāo)準(zhǔn)電阻真值。

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靈活的觸發(fā)系統(tǒng)

8588A具有四層定義數(shù)據(jù)采集觸發(fā)系統(tǒng)，支持自定義以不同的方式觸發(fā)測(cè)量：總線、電源、手動(dòng)、定時(shí)器、內(nèi)部等多種模式?？梢苑浅ｌ`活地與自動(dòng)化系統(tǒng)中的其他儀器進(jìn)行交互。在檢定殘余電阻項(xiàng)目時(shí)，可以使用8588A手動(dòng)觸發(fā)模式來(lái)獲取三次測(cè)量的平均值。

(二)在直流電阻箱的檢定工作中，根據(jù)被檢直流電阻箱的準(zhǔn)確度等級(jí)、標(biāo)稱值的不同，選用不同的檢定方法。在選用數(shù)字電壓表法時(shí)還需要用到標(biāo)準(zhǔn)電阻福祿克742A系列，以及恒流源/多功能源福祿克5560A系列。

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福祿克742A

提供從1Ω~19MΩ，共12支在空氣中使用的標(biāo)準(zhǔn)電阻，無(wú)需油槽。最優(yōu)一年技術(shù)指標(biāo)：±4ppm，還提供溫度特性修正數(shù)據(jù)表，能夠進(jìn)一步降低不確定度。

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福祿克5560A

可以輸出多種信號(hào)，包括直流電壓、交流電壓、直流電流、交流電流、功率、相位等，能夠滿足不同類型儀器的校準(zhǔn)需求。在直流電壓、交流電壓、直流電流、交流電流、直流功率、交流功率、電阻、電容、電感等參數(shù)的測(cè)量上都具有很高的準(zhǔn)確度。具有廣泛得覆蓋能力，可以手動(dòng)和自動(dòng)校準(zhǔn)高達(dá)6.5位的手持式和臺(tái)式DMM、鉗型表、電子測(cè)溫儀、過(guò)程校準(zhǔn)器、功率計(jì)、相位計(jì)、記錄儀、數(shù)據(jù)采集、高達(dá)2.1 GHz的單通道示波器等多種設(shè)備，是眾多企業(yè)及計(jì)量校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)首選的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、建標(biāo)利器。

五、直流電阻箱檢定

六、總結(jié)

對(duì)于直流電阻箱的檢定，福祿克能提供完善且便利的解決方案。

通過(guò)8588A的電阻測(cè)量功能直接檢定直流電阻箱的殘余電阻、開(kāi)關(guān)變差和基本誤差。

通過(guò)8588A的分析和運(yùn)算功能可以直接獲得被檢電阻箱的實(shí)際值，省去對(duì)測(cè)量結(jié)果的分析和計(jì)算步驟，減少了工作量、提高了工作效率。

對(duì)于有0.005級(jí)電阻盤(pán)的直流電阻箱也可以使用8588A配合標(biāo)準(zhǔn)電阻742A以及多功能源5560A，使用數(shù)字電壓表法或同標(biāo)稱值替代法進(jìn)行檢定。