JJG315-1983直流數(shù)字電壓表試行檢定規(guī)程

年5月29日J(rèn)JG315-1983直流數(shù)字電壓表試行檢定規(guī)程文檔僅供參考

一、前言二、檢定的技術(shù)要求和檢定條件三、誤差的檢定方法四、其它項(xiàng)目的檢定和測試附錄打印刷新直流數(shù)字電壓表試行檢定規(guī)程

VerificationRegulationofDCDigitalVoltmeter

JJG315—83

本檢定規(guī)程經(jīng)國家計(jì)量局于1983年4月歸口單位:中國計(jì)量科學(xué)研究院起草單位:中國計(jì)量科學(xué)研究院本規(guī)程技術(shù)條文由起草負(fù)責(zé)解釋本規(guī)程主要起草人:馮占嶺(中國計(jì)量科學(xué)研究院)參加起草人:魏德生(中國計(jì)量科學(xué)研究院)張春弟(中國計(jì)量科學(xué)研究院)郝家平(中國計(jì)量科學(xué)研究院)

直流數(shù)字電壓表試行檢定規(guī)程

一、前言

本規(guī)程適用于新生產(chǎn)的、使用中和修理后的直流數(shù)字電壓表(DC—DVM),以及數(shù)字多用表和數(shù)字面板表中的直流電壓測量部分的檢定。本規(guī)程還適用于在將一些物理量變換為直流電壓而進(jìn)行數(shù)字測量的某些測量儀表,以及模／數(shù)變換器(A／D變換器)某些有關(guān)部分的檢定。隨著數(shù)字技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛使用,高性能的數(shù)字電壓表(DVM)正被陸續(xù)普及。DC—DVM是DVM和數(shù)字儀表的主體和基礎(chǔ)部分,鑒于這種情況,首先將DC—DVM的檢定方法統(tǒng)一起來,逐步做到制造和使用兩者的合理性,是制訂本規(guī)程的基本出發(fā)點(diǎn)。

二、檢定的技術(shù)要求和檢定條件

1檢定概述DC—DVM是高準(zhǔn)確度儀表,為了正確使用并保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確一致,必須對各種DC—DVM進(jìn)行檢定。檢定工作可分以下三種情況:1.1周期檢定這是一般精密儀表的例行檢定。一般在標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行的周期檢定內(nèi)容應(yīng)包括:基本誤差、穩(wěn)定誤差、線性誤差、分辨力、顯示能力、輸入電阻、零電流以及串、共模干擾抑制比等技術(shù)指標(biāo),周期檢定的DC—DVM要給予定級。1.2修理檢定這是對損壞的DVM修復(fù)后,為了保證儀器使用的可靠性,應(yīng)按周期檢定的項(xiàng)目進(jìn)行一次檢查,也可根據(jù)修理情況,增加一些必要的檢定內(nèi)容。1.3驗(yàn)收檢定是對接受的新儀器(包括進(jìn)口DVM)的檢驗(yàn)工作。它比周期檢定項(xiàng)目要多些,如溫度系數(shù)、電源變化的影響、絕緣電阻、耐壓試驗(yàn)、測量速度、響應(yīng)時間、信息輸出等技術(shù)指標(biāo)。出廠檢定、定型鑒定等可按驗(yàn)收檢定中規(guī)定的項(xiàng)目進(jìn)行。2外觀和通電檢查為了確定儀器能否正常工作,檢定前應(yīng)對儀器本身進(jìn)行外觀和通電檢查。2.1外觀檢查2.1.1外形結(jié)構(gòu)完好,面板指示、讀數(shù)機(jī)構(gòu)、制造廠、儀表編號、型號等均應(yīng)有明確標(biāo)記。2.1.2儀器外露件是否有松動、機(jī)械損壞等;儀器附件、輸入線、電源線、接地端是否齊全;開關(guān)、旋鈕等是否能正常轉(zhuǎn)動。2.1.3儀器供電電壓和頻率、電源保險絲的熔斷電流應(yīng)符合要求,一般不得隨意更換。特別是輸入交流220V或110V電源插頭和地線連接應(yīng)正確無誤。2.2通電檢查檢查外觀后,要通電進(jìn)行功能檢查。2.2.1各開關(guān)、旋鈕放于正確位置,輸入信號的種類(如直流電壓、交流電壓、電阻、電流)一定要和表的測量功能相對應(yīng)。2.2.2按使用說明書通電進(jìn)行預(yù)熱,檢查電氣工作性能。2.2.3檢查”調(diào)零”、”調(diào)滿度值”、”調(diào)正、負(fù)校準(zhǔn)”等功能是否正常工作。2.2.4按被檢表的量程和測量范圍,從低量程到高量程依次輸入適當(dāng)?shù)闹绷麟妷盒盘?檢查手動、自動量程切換和儀器工作是否正常。改變輸入信號,觀察顯示讀數(shù)是否連續(xù),有無疊字、不亮等現(xiàn)象。2.2.5改變輸入信號極性,檢查能否作＋、－極性顯示。2.2.6采樣方式檢查觀察能否進(jìn)行手動、自動、連續(xù)定時采樣。被檢表應(yīng)在恒溫室內(nèi)放置24小時以上,再對其主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢定。3檢定點(diǎn)的選取原則3.1基本量程是衡量一臺DC—DVM性能好壞的關(guān)鍵量程,應(yīng)比較詳細(xì)地檢定,一般要求全檢。3.2考慮到DVM的線性誤差,一般應(yīng)均勻地選擇基本量程的檢定點(diǎn)。3.3要考慮量程復(fù)蓋,即保證各量程測量誤差的連續(xù)性,各量程中間不要有間斷點(diǎn)。3.4根據(jù)DC—DVM不同的工作原理,選取檢定點(diǎn)的原則也要有些差異。3.5其它非基本量程要考慮上下限及對應(yīng)于基本量程最大誤差的檢定點(diǎn)。綜合上述要求,在基本量程內(nèi)一般取不少于10個檢定點(diǎn),在非基本量程取3～5個檢定點(diǎn)即可。3.6正、負(fù)兩種極性的電壓值應(yīng)分別測量一組對應(yīng)數(shù)據(jù)。根據(jù)以上原則選好測試點(diǎn)數(shù),即可進(jìn)行檢定工作。4對標(biāo)準(zhǔn)儀器和其它設(shè)備的要求4.1整個標(biāo)準(zhǔn)裝置系統(tǒng)的綜合誤差,應(yīng)小于被檢DC—DVM允許誤差的1／3～1／5。4.2直流信號源電壓的穩(wěn)定度和調(diào)節(jié)細(xì)度,應(yīng)小于被檢DC—DVM允許誤差的1／5～1／10。信號源要能做到連續(xù)可調(diào)或外加調(diào)節(jié)設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)。信號源應(yīng)為低內(nèi)阻,其輸出直流電壓中的交流紋波和噪聲盡可能小,不要帶來使DC—DVM有跳字等附加誤差。4.3所使用的標(biāo)準(zhǔn)儀器及測量設(shè)備應(yīng)經(jīng)過定期計(jì)量并檢定合格。4.4當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的誤差小于被檢DC—DVM允許誤差的1／5時,一般即可忽略。大于被檢DC—DVM允許誤差的1／5時,則不能忽略。這時應(yīng)按下述原則處理:若被檢表的誤差為±e%,標(biāo)準(zhǔn)的誤差為±n%,則檢定誤差結(jié)果應(yīng)保持在±(e－N)％以內(nèi)。當(dāng)用戶使用誤差為±m(xù)%的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收時,若檢定結(jié)果的誤差超過了±e%,但保持在±(e＋m)%以內(nèi)時,不能作為超差退貨的依據(jù)。4.5整個測量電路系統(tǒng)應(yīng)有良好的屏蔽、接地措施,以避免串模和共模干擾,要遠(yuǎn)離強(qiáng)電場、磁場,以避免電磁場感應(yīng)、靜電感應(yīng)等。5關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)條件和額定工作條件按IEC—485的規(guī)定,結(jié)合中國具體情況,要求DC—DVM的基本誤差按表1所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件進(jìn)行檢定、校驗(yàn)和使用。為了確定額定工作條件,儀表按使用環(huán)境條件分為A、B、C三組。A組是在良好環(huán)境中使用的儀器儀表;B組是在一般環(huán)境中使用的儀器儀表;C組是在惡劣環(huán)境中使用的儀器儀表。DC—DVM的額定工作誤差按表1所規(guī)定的額定工作條件

表1直流數(shù)字電壓表所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)工作條件和額定工作條件

影響量標(biāo)準(zhǔn)條件額定工作條件標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值或范圍偏差組別ABC氣候影響123456環(huán)境溫度(℃)20儀表功耗≤50W±1儀表功耗＞50W±2+5～+40(0～+40)－10～+40－25～+55相對濕度(%)60±1520～80(無凝露)10～90(無凝露)5～95(無凝露)大氣壓強(qiáng)(kPa)760±30600～800460～800460～800陽光照射無直接照射

無直接照射無直接照射太陽輻射加上環(huán)境溫度的組合效應(yīng)不使表面溫度超過由環(huán)境溫度為+55℃周圍空氣流速(m/s)0～0.2

0～0.50～0.50～5空氣灰塵量測不出來

對儀表影響可忽略不計(jì)由制造廠規(guī)定由制造廠規(guī)定空氣含鹽量測不出來

由制造廠給出經(jīng)驗(yàn)證的值空氣中含有毒氣體成分測不出來

由制造廠規(guī)定空氣中液態(tài)水測不出來

對儀表影響可忽略不計(jì)滴水濺水機(jī)械影響工作位置由制造廠規(guī)定±1°基本位置±30°基本位置±30°基本位置±30°通風(fēng)通風(fēng)無阻

受到可忽略的阻礙由于通風(fēng)受阻,加上環(huán)境溫度的效應(yīng),不應(yīng)使表面溫度超過當(dāng)環(huán)境溫度為+55℃振動測不出來

由制造廠規(guī)定

沖擊測不出來

場與輻射外電場外電磁場測不出來

離子輻射測不出來

供電電源交流電源電壓(V)額定電壓(V)±1%U±10%U(－12%～+10%)U(－20%～+15%)U供電頻率(Hz)額定頻率(f)±1%f±3%f±5%f±10%f波形失真(β)00.050.050.10.1紋波電壓(直流電源)額定電壓U0.1%U0.5%U1.0%U5.0%U電池供電電壓由制造廠規(guī)定

工作時間蓄電池供電電壓由制造廠規(guī)定

連續(xù)工作時間24h

≥24h≥24h≥24h

6DC—DVM的誤差和準(zhǔn)確度等級6.1基本誤差DVM的基本誤差公式用下列形式之一表示。6.1.1用兩項(xiàng)誤差之和所表示的絕對誤差表示:Δ＝±(a%Ux＋b%Um)式中Ux——被檢表的讀數(shù)值(顯示值);Um——被檢表的滿刻度值;a——與讀數(shù)值有關(guān)的誤差系數(shù);b——與滿刻度值有關(guān)的誤差系數(shù)。6.1.2用與DVM讀數(shù)值之比的相對誤差表示:6.2準(zhǔn)確度等級DC—DVM原理上屬于電子式儀表,但其外特性屬于電工測量儀表,故按直流電壓表的規(guī)定分級是合理的。DC—DVM的準(zhǔn)確度級別分為:0.0005、0.001、0.002、0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5和1.0,共十一個級別(見表2)。DC—DVM是多量程儀表,不同量程有不同的準(zhǔn)確度。一般要求:0.0005級、0.001級、0.002級,應(yīng)有位數(shù)字顯示;0.005級、0.01級,應(yīng)有位數(shù)字顯示;0.02級、0.05級,應(yīng)有位數(shù)字顯示;0.1級,應(yīng)有位數(shù)字顯示。

表2直流數(shù)字電壓表的級別

級別年穩(wěn)定誤差(Ux＝Um時的相對誤差)輸入電阻零電流0.0005≤0.0005％＞2～10GΩ≤(10～20)pA0.001≤0.001％＞1000MΩ≤100pA0.002≤0.002％＞1000MΩ≤100pA0.005≤0.005％＞1000MΩ≤(2～5)×10－100.01≤0.01％＞500MΩ≤1×10－90.02≤0.02％＞500MΩ≤(2～5)×10－90.05≤0.05％＞100MΩ≤1×10－80.1≤0.1％＞10MΩ≤1×10－70.2≤0.2％＞10MΩ≤1×10－70.5≤0.5％＞10MΩ≤1×10－71.0≤1.0％＞10MΩ≤1×10－7

6.3定級標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確度等級主要以DC—DVM基本量程誤差系數(shù)(a＋b)的大小和年穩(wěn)定誤差來劃分。同時要適當(dāng)考慮基本量程的輸入電阻和零電流的大小。定級標(biāo)準(zhǔn)如下:6.3.1在標(biāo)準(zhǔn)條件下,經(jīng)預(yù)熱、預(yù)調(diào)和校準(zhǔn)后的檢定數(shù)據(jù)符合被檢表的基本誤差。6.3.2定期一年進(jìn)行周期檢定,要求定級的DVM在標(biāo)準(zhǔn)條件下,經(jīng)預(yù)熱、預(yù)調(diào)但不校準(zhǔn),檢定其年穩(wěn)定誤差,此誤差應(yīng)符合±(a%Ux＋b%Um)的要求;同時被檢表的年變化量應(yīng)小于或等于(a%Ux＋b%Um)。式中a、b為被檢表基本量程的年穩(wěn)定誤差系數(shù)(若被檢表無一年的誤差指標(biāo),可由計(jì)量部門按實(shí)際測試結(jié)果或按半年的誤差指標(biāo)確定被檢表的準(zhǔn)確度等級)。6.3.3檢定年穩(wěn)定誤差后,再進(jìn)行校準(zhǔn)并檢定24小時基本誤差,此數(shù)據(jù)應(yīng)符合基本誤差指標(biāo)。6.3.4被檢表的輸入電阻和零電流要滿足表2所列指標(biāo)。滿足以上規(guī)定的被檢表給予定級。定級時要有上次送檢的證書數(shù)據(jù),首次送檢不能定級。定級后投入使用的DC—DVM能夠預(yù)調(diào),但不允許校準(zhǔn)。新型的微處理器式數(shù)字電壓表(μP—DVM),一般按常規(guī)檢定項(xiàng)目進(jìn)行,并按上述標(biāo)準(zhǔn)定級。

三、誤差的檢定方法

7DC—DVM的誤差檢定方法和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備種類很多,但從原理上一般可歸納為三大類:直流標(biāo)準(zhǔn)電壓發(fā)生器法:直接比較法(標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表法);直流標(biāo)準(zhǔn)儀器法。具體采用哪一種方法,可根據(jù)所具有的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備和被檢表的級別選擇一種最合適、最經(jīng)濟(jì)可靠而又簡便的方法。下面給出的僅是一些典型的檢定方法。7.1直流標(biāo)準(zhǔn)電壓發(fā)生器法:這種方法如圖1(a)所示。設(shè)直流標(biāo)準(zhǔn)電壓發(fā)生器輸出標(biāo)準(zhǔn)電壓為UN,即實(shí)際值。被檢DVM的顯示讀數(shù)為Ux,則被檢表的誤差為:Δ＝Ux－UN被檢表的相對誤差用百分?jǐn)?shù)表示為:當(dāng)被檢DVM的量程比標(biāo)準(zhǔn)電壓發(fā)生器的最低量程小很多或兩者量程對不上時,可采用標(biāo)準(zhǔn)分壓箱,分壓后再接到被檢表,如圖1(b)所示。

圖1直流標(biāo)準(zhǔn)電壓發(fā)生器法

此時被檢表的相對誤差,用百分?jǐn)?shù)表示為:式中K——標(biāo)準(zhǔn)分壓箱的分壓系數(shù)。此法必須考慮被檢表輸入電阻和零電流的影響,最好選擇低阻值的分壓箱。這種方法簡便、速度快,適合于工廠大量地校驗(yàn)DVM。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電壓源的準(zhǔn)確度不能滿足要求,而穩(wěn)定度較高時,可把標(biāo)準(zhǔn)源作一般穩(wěn)壓源使用,配上標(biāo)準(zhǔn)DVM,用比較法檢定DVM。7.2直接比較法(標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表法)直接比較法的電路如圖2(a)所示。一般情況下標(biāo)準(zhǔn)DVM的位數(shù)應(yīng)比被檢DVM多一位。用這種方法,一定要保證標(biāo)準(zhǔn)DVM準(zhǔn)確可靠。為此,必須對標(biāo)準(zhǔn)表進(jìn)行定期的檢定和校準(zhǔn)。

圖2直接比較法

當(dāng)可調(diào)穩(wěn)壓電源輸出一個電壓,標(biāo)準(zhǔn)表的顯示讀數(shù)為UN,被檢表的讀數(shù)為Ux,被檢表的相對誤差用百分?jǐn)?shù)表示:如果標(biāo)準(zhǔn)表不滿足被檢表的量程,或有時標(biāo)準(zhǔn)表只有某一個量程符合準(zhǔn)確度的要求時,可用標(biāo)準(zhǔn)分壓箱來擴(kuò)展量程,如圖2(b),(c)所示。同理可得或者7.3直流標(biāo)準(zhǔn)儀器法該方法是用直流標(biāo)準(zhǔn)儀器和被檢DVM測量同一電壓,以直流標(biāo)準(zhǔn)儀器的讀數(shù)為實(shí)際值,求出被檢表的示值誤差,直流標(biāo)準(zhǔn)儀器實(shí)質(zhì)上是一個直流標(biāo)準(zhǔn)電壓測量裝置,種類繁多,檢定線路的形式也多種多樣,但基本原理是相同的,都是用直流電壓比率標(biāo)準(zhǔn)由標(biāo)準(zhǔn)電池導(dǎo)出一系列的標(biāo)準(zhǔn)電壓。比較典型的有以下幾種:7.3.1電位差計(jì)法這種方法如圖3所示。用電位差計(jì)能夠直接檢定DVM。當(dāng)在低量程進(jìn)行檢定時,DVM處于基本量程。其輸入電阻很高。此時可把電位差計(jì)作為一個直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源,從其未知電壓端(即x端)輸出標(biāo)準(zhǔn)電壓信號給被檢DVM。圖3中EN為標(biāo)準(zhǔn)電池,G為檢流計(jì)。

圖3用電位差計(jì)檢定DVM

當(dāng)電位差計(jì)輸出一個標(biāo)準(zhǔn)電壓UN(用其讀數(shù)盤讀數(shù)),被檢表的顯示讀數(shù)的Ux,被檢表的相對誤差用百分?jǐn)?shù)表示:用電位差計(jì)直接檢定DVM的基本量程,一般選擇測量上限較高的電位差計(jì)是能夠滿足的。7.3.2用電位差計(jì)和分壓箱檢定DVM上述檢定線路是在沒有適當(dāng)?shù)闹绷餍盘栐春碗妷赫{(diào)節(jié)器時的一種簡便方法。當(dāng)DVM的被檢量程高于電位差計(jì)的測量電壓時,就必須配上分壓箱和穩(wěn)壓電源才能進(jìn)行檢定,如圖4所示。

圖4用標(biāo)準(zhǔn)分壓箱和電位差計(jì)檢定DVM

當(dāng)可調(diào)穩(wěn)壓電源輸出一電壓,用電位差計(jì)測定值為UN,被檢表的顯示讀數(shù)為Ux,則被檢表的相對誤差用百分?jǐn)?shù)表示:此方法接線比較復(fù)雜,但裝置準(zhǔn)確度高且穩(wěn)定、可靠,因此常見在標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量室進(jìn)行高準(zhǔn)確度的DVM檢定。7.3.3差值法上面的方法是檢定高準(zhǔn)確度DVM最基本的方法,但要求電位差計(jì)準(zhǔn)確度很高。在沒有高準(zhǔn)確度電位差計(jì)時,能夠用多檔分壓箱,配上一般級別的電位差計(jì)測差值的方法,如圖5所示。

圖5用差值法檢定DVM

圖中EN2為標(biāo)準(zhǔn)電池的電動勢值,可根據(jù)被測電壓的大小選擇一只或多只標(biāo)準(zhǔn)電池串聯(lián)組成,使差值電壓ΔUEN2,再用電位差計(jì)測得差值ΔU。這種測量對電位差計(jì)要求不高,電位差計(jì)最好用低電勢電位差計(jì)。則有:UN＝K(EN2＋ΔU)若被檢表的顯示讀數(shù)為Ux,則被檢表的相對誤差用百分?jǐn)?shù)表示:由上式可見,在這種檢定方法中保證準(zhǔn)確度的主要因素是電動勢EN2和分壓系數(shù)K。7.3.4用多檔十進(jìn)分壓箱檢定DVM如圖6所示,一個多檔十進(jìn)分壓箱,原理上也可作為電位差計(jì)使用,如圖6是將標(biāo)準(zhǔn)電池和多檔分壓箱相配合。首先將開關(guān)K1擲向”1”側(cè),加電壓使分壓箱的示值等于標(biāo)準(zhǔn)電池的電動勢EN。圖中E為供電電源,調(diào)節(jié)電阻R使檢流計(jì)G指零。然后將開關(guān)K1擲向”2”側(cè),則分壓箱由其示值給出輸出標(biāo)準(zhǔn)電壓的大小。DVM顯示值與分壓箱示值之差即為DVM的誤差。

圖6用多檔分壓箱檢定DVM

另一種方式是用標(biāo)準(zhǔn)電壓測量裝置,將a、b兩點(diǎn)的電壓測準(zhǔn)確并保持恒定,則多檔十進(jìn)分壓箱可連續(xù)輸出標(biāo)準(zhǔn)電壓,并加到DVM的輸入端,這相當(dāng)于一個標(biāo)準(zhǔn)電壓源。8穩(wěn)定誤差的檢定DC—DVM的穩(wěn)定誤差一般應(yīng)在各個量程進(jìn)行。檢定方法與檢定DC—DVM誤差的方法相同,可任選一種。但這里要求信號源的長期穩(wěn)定性要高,不然信號源的變化和DVM的漂移就分不清了。DC—DVM經(jīng)預(yù)熱、預(yù)調(diào)后,輸入端短路,在不再調(diào)整儀表的情況下觀察零位的變化。然后輸入一標(biāo)準(zhǔn)信號,觀察各測試點(diǎn)的電壓變化。按說明書的規(guī)定和被檢表的要求,可測量某一規(guī)定時間間隔內(nèi)的穩(wěn)定誤差。但定級檢定的DVM必須做24小時的短期穩(wěn)定誤差和一年的長期穩(wěn)定誤差。測量次數(shù)一般不少于三次。由記錄值可找出最大偏差點(diǎn)按穩(wěn)定誤差公式指標(biāo)判斷DVM是否合格。9線性誤差的檢定線性誤差是衡量DVM質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo),可結(jié)合基本誤差的檢定一起進(jìn)行。該指標(biāo)—般只在基本量程內(nèi)測試,DVM誤差的檢定方法基本上也適用于線性誤差的檢定。

四、其它項(xiàng)目的檢定和測試

10顯示能力的測試可在通電檢查時一起進(jìn)行(一般只測基本量程)。由電壓源供出直流電壓信號,觀察被檢表能否連續(xù)變化。現(xiàn)以0序列為例說明如下:被檢點(diǎn)能一點(diǎn)不漏地作上述變化,其顯示能力是好的,否則是有一定問題的。除此之外還要檢查正、負(fù)極性(特別注意正負(fù)零位是否交替出現(xiàn)),小數(shù)點(diǎn)及過載顯示能力等。11分辨力的測試一般只在最小量程測被檢表的最高分辨力(靈敏度),可采用具有高分辨力的測量裝置進(jìn)行測試。例如由信號源供給直流信號使被檢DVM顯示值為某一數(shù)值,同時讀出測量裝置的示值U1;然后微調(diào)使被檢DVM讀數(shù)在末位上變化一個字,再讀出測量裝置的示值U2。則兩次示值之差ΔU＝U2－U1即為被檢表的分辨力。12輸入電阻和零電流的測試將被檢DVM投入工作狀態(tài),改變輸入電壓,DVM測量端子的輸入電壓變化量ΔU與其輸入電流變化量ΔI之比為工作狀態(tài)下的輸入電阻,用Ri表示。依次定義可用圖7接線按如下程序操作:

圖7輸入電阻和零電流的測試

當(dāng)K1、K2處在下列位置時,分別讀取被檢DVM的不同指示數(shù):K1置于1,K2置于3時,指示值為U13K1置于1,K2置于4時,指示值為U14K1置于2,K2置于3時,指示值為U23K1置于2,K2置于4時,指示值為U24根據(jù)上述讀數(shù),能夠按下列公式計(jì)算出被檢表的輸入電阻和零電流:輸入電阻Ri＝ΔU/ΔI其中:ΔU＝U24－U14零電流I0＝(U14－U13)/R,R取105～107Ω零電流也能夠用微電流計(jì)進(jìn)行測試。如圖8是用檢流計(jì)的方法測試零電流的大小。

圖8用檢流計(jì)測零電流

將檢流計(jì)G接在DVM的輸入端,R為一分流電阻,則零電流:I0＝αCI(R＋r)/R式中α——檢流計(jì)偏轉(zhuǎn)格數(shù);R——檢流計(jì)內(nèi)阻;CI——檢流計(jì)靈敏度常數(shù)。13串模干擾抑制比(SMR)的測試SMR(NMR)測試電路如圖9所示。圖中T為隔離變壓器,US為交流電源,V為交流電壓表。一般應(yīng)在最小量程進(jìn)行測試,先在輸入端加一直流電壓E(如干電池等),E的電壓值接近滿度的1／2～1／3,并保持不變。然后再疊加交流電壓US,逐漸加大,使被檢DVM有一個ΔUSm變化,記下此時所加的交流電壓峰值USm。串模干擾電壓的大小應(yīng)使被檢表讀數(shù)有明顯變化,但不能超過允許電壓值。則有:

圖9串模干擾抑制比的測試SMR＝20lgUSm/ΔUSm(dB)

測試中應(yīng)注意:13.1交流干擾源不宜用50Hz電網(wǎng)電壓,最好用音頻信號發(fā)生器或交流電壓源。但具有自動頻率跟蹤的DVM要使供電電源和干擾源為同一電源。13.2SMR值的大小與干擾電壓的頻率和相位有關(guān)。一般情況下,可取串模干擾源的頻率與儀器說明書的規(guī)定值相一致。13.3若SMR與被測直流電壓大小有關(guān),應(yīng)讀取最不利的直流電壓時的SMR值為測量結(jié)果。13.4加上串模干擾,若DVM的顯示值不穩(wěn)定,應(yīng)取其中最大的偏差值。13.5線路中電容C可用1／μF左右的云母電容。13.6沒有抗干擾能力的DVM,可不進(jìn)行測試14共模干擾抑制比(CMR)的測試測試電路如圖10所示。

圖10共模干擾抑制比的測試

輸入端加上一個直流電壓E(使DVM顯示為滿刻度的1／2～2／3),然后加入共模干擾電壓U0(包括直流電壓和交流電壓兩種情況)。逐漸增加U0使DVM指示有一個明顯的ΔUcm變化為止。電阻R為不平衡電阻,是模擬被測信號源與地之間有一定電阻所必須的。R＝1kΩ是統(tǒng)一規(guī)定值。記下電壓表的讀數(shù)U0,那么對交流和直流共模干擾抑制比分別為:CMR直流＝20lg(U0直流／ΔU0m)(dB)CMR交流＝20lg(U0交流峰值／ΔU0m)(dB)測試應(yīng)注意:14.1交流共模干擾源的頻率可按說明書中的規(guī)定選取。干擾電壓的大小應(yīng)使DVM有明顯變化,但不要超過最大允許電壓(包括所加的直流電壓)。14.2具有保護(hù)輸入端G的DVM,應(yīng)將G端接于A點(diǎn)。15絕緣電阻和耐壓試驗(yàn)一般只測絕緣電阻,只有在用戶提出要求時才進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。15.1絕緣電阻的測定測定DVM的絕緣電阻可使用兆歐表(搖表)、兆歐表或伏特—微安表等。試驗(yàn)電壓按表3的規(guī)定,試驗(yàn)部位如表4的規(guī)定。

表3

被測儀表額定電壓(V)兆歐表所加試驗(yàn)電壓(V)≤100＞100～660＞660～＞不大于絕緣強(qiáng)度的試驗(yàn)電壓

表4

試驗(yàn)部位試驗(yàn)電壓電源輸入端—機(jī)殼接地端或保護(hù)端按表3的規(guī)定儀表輸入端—機(jī)殼接地端或保護(hù)端按表3的規(guī)定儀表輸入端和保護(hù)端—電源輸入端按表3的規(guī)定

所測的絕緣電阻數(shù)值應(yīng)滿足SJ947—75<電子測量儀器的安全要求>的規(guī)定或產(chǎn)品說明書的要求。15.2耐壓試驗(yàn)試驗(yàn)部位與所列表4相同,試驗(yàn)電壓按說明書的要求進(jìn)行。五、檢定周期和檢定結(jié)果的處理16檢定周期DC—DVM損壞修復(fù)后,應(yīng)進(jìn)行修理檢定。新進(jìn)口的或新接受的DC—DVM應(yīng)首先進(jìn)行驗(yàn)收檢定,然后再投入使用。作為標(biāo)準(zhǔn)表使用的DC—DVM應(yīng)進(jìn)行周期檢定,檢定周期一般規(guī)定為一年,但根據(jù)使用情況和實(shí)際可能性也可作適當(dāng)?shù)目s短或延長。17有效數(shù)字和數(shù)據(jù)化整DVM的檢定和測試應(yīng)有完整的原始記錄,并對數(shù)據(jù)進(jìn)行正確的計(jì)算和整理,得出被測儀表的測試結(jié)果。一般常見規(guī)則為:17.1記錄測量數(shù)據(jù)時,一般只保留一位不可靠數(shù)字。17.2檢定記錄的數(shù)據(jù)應(yīng)先計(jì)算后化整。化整的原則和有效數(shù)字保留的位數(shù)取決于被檢表的誤差和標(biāo)準(zhǔn)裝置的誤差。一般應(yīng)使末位數(shù)與被檢表的分辨力相一致。由于化整帶來的誤差一般不超過允許誤差的1／5～1／3。最后一個”0”17.3化整后的末位數(shù)(不可靠數(shù))一般是如下三種情況之一:末位數(shù)是1的整數(shù)倍(即0～9之間的任何數(shù));末位數(shù)是2的整數(shù)倍(即0～8之間的偶數(shù));末位數(shù)是5的整數(shù)倍(即只有0和5)。判斷儀表是否超過允許誤差時應(yīng)以化整后的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。18檢定結(jié)果的誤差根據(jù)DVM的檢定數(shù)據(jù)計(jì)算出顯示值Ux與實(shí)際值UN之差值,即為示值的絕緣誤差Δ。則Δ＝Ux－UN≤±(a%Ux＋b%Um)用此結(jié)果判斷被檢DC—DVM的檢定數(shù)據(jù)是否合格。也能夠用相對誤差表示:19要求定級的送檢表,計(jì)量部門按定級標(biāo)準(zhǔn)確定準(zhǔn)確度等級并在檢定證書上給予注明。定級的表要打上封印。20凡不要求定級的送檢表,如按部頒技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或工廠技術(shù)條件送檢的表以及國外進(jìn)口驗(yàn)收的表,計(jì)量部門均應(yīng)進(jìn)行檢定并可按產(chǎn)品相應(yīng)的技術(shù)條件判別檢定數(shù)據(jù)是否合格。21檢定證書中要給出24小時的基本誤差和一年的穩(wěn)定誤差。在送檢單位要求下,也可給出其它期限的數(shù)據(jù),并判斷受檢表是否滿足技術(shù)指標(biāo)。22不合格的不能定級,但允許降級處理和使用。在降到下一級時,必須符合該級別的要求。23送檢的DC—DVM一般只給出實(shí)測數(shù)據(jù),不給出更正值。24除基本誤差外,其它技術(shù)指標(biāo)的測量數(shù)據(jù),都可按前面的方法進(jìn)行計(jì)算和化整。各項(xiàng)指標(biāo)檢定結(jié)果在檢定證書上予以注明。25按照規(guī)程檢定合格的DC—DVM,發(fā)給檢定合格證書并加蓋公章。檢定不合格的可根據(jù)具體情況發(fā)給檢定結(jié)果通知書或不合格證書。證書上要給出檢定日期或檢定數(shù)據(jù)的有效期限。

附錄1主要術(shù)語和定義

1數(shù)字電壓表一種包含模擬／數(shù)字變換器(A／D變換器)并以十進(jìn)制數(shù)字形式顯示被測電壓值的儀表。2直流數(shù)字電壓表一種專門用于測量直流電壓的數(shù)字顯示式測量儀表。3測量范圍指測量能夠達(dá)到的被測量的范圍。能滿足誤差極限的那部分測量范圍稱有效測量范圍。4基本量程在多量程的DVM中測量誤差最小的量程。一般是不加量程衰減器及量程放大器的量程。5分辨力能夠顯示的被測電壓的最小變化值。也就是使顯示器末位變化一個字所代表的輸入電壓值。一般在最低量程上,DVM具有最高的分辨力(也叫靈敏度)。6滿度值各量程有效測量范圍上限值的絕對值。7標(biāo)準(zhǔn)條件為了檢定和校準(zhǔn)試驗(yàn),對影響量(必要時對影響特性)所規(guī)定的一組有允許偏差的數(shù)值或范圍。8額定工作條件是影響量的額定工作范圍和儀表各性能特性的有效范圍的總和。在此條件下,應(yīng)保證DVM的工作誤差符合要求。9基本誤差DVM處在標(biāo)準(zhǔn)條件下,經(jīng)預(yù)熱、預(yù)調(diào)和校準(zhǔn)之后,儀表本身所固有的24小時的誤差。10附加誤差當(dāng)影響量中的一個量(如溫度、濕度、電源頻率和電壓等)偏離標(biāo)準(zhǔn)條件下的值(或范圍)時所引起的儀表誤差。11工作誤差在額定工作條件下DVM所具有的誤差極限。12線性誤差表征DVM測量電壓時是否均勻地反映被測電壓的特性稱為線性度,而實(shí)際變換曲線對理想直線的偏差稱為線性誤差。13穩(wěn)定誤差是指在規(guī)定時間內(nèi)其它條件保持不變,DVM在某一校準(zhǔn)點(diǎn)顯示值的最大變化量。穩(wěn)定誤差包括波動和漂移兩種變動量。根據(jù)不同的時間間隔,又有短期穩(wěn)定誤差(如7小時、24小時)和長期穩(wěn)定誤差(一個月、三個月、半年、一年)之分。14預(yù)熱時間在規(guī)定條件下,從接通DVM的供電電源算起到能夠滿足全部性能特性指標(biāo)所需要的時間。15預(yù)調(diào)整指為達(dá)到制造者對DVM所規(guī)定的誤差要求,不打開機(jī)器內(nèi)部,利用儀表面板調(diào)節(jié)裝置所進(jìn)行的,不需使用外部標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)備的調(diào)整過程。如”調(diào)零”、”調(diào)正、負(fù)校準(zhǔn)”等。這是預(yù)先調(diào)整程序的一部分。16校準(zhǔn)在規(guī)定條件下,將標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)電壓加到DVM,使儀表的顯示值與校準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,而對DVM的調(diào)整裝置所進(jìn)行的全部調(diào)整工作。DVM經(jīng)一次校準(zhǔn)后,能保證儀表準(zhǔn)確度指標(biāo)的最短期限稱為校準(zhǔn)周期。17準(zhǔn)確度指測量結(jié)果與真值一致的程度。也就是在校準(zhǔn)周期內(nèi),經(jīng)預(yù)熱、預(yù)調(diào)和校準(zhǔn)后被測儀表的誤差。按照不同的條件又有標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確度(基本誤差)和額定準(zhǔn)確度(工作誤差)之分。18影響量除儀表測量的量外,能導(dǎo)致儀表性能特性改變的量。19接地輸入指輸入電路的一個輸入端直接與測量地線相連接,此地線一般是公共端。20浮置輸入DVM的一種輸入方式。指輸入電路的兩端子與機(jī)殼、電源和輸出電路的任何一端都隔離起來。一般情況下,在正向輸入時輸入電路的正端就是高端(H端),負(fù)端就是低端(L端)。21保護(hù)輸入DVM的另一種輸入方式。裝有浮置屏蔽盒的輸入電路中,屏蔽與機(jī)殼及公共端都是隔離的。除去輸入高端和低端兩端子外,與屏蔽盒相接的端子稱保護(hù)端子(G端)。將C接到測量電路的適當(dāng)點(diǎn),能夠減少共模干擾的影響。22輸入電阻對于DC—DVM來說,一般是指工作狀態(tài)下從輸入端看進(jìn)去的輸入電路的等效電阻。用輸入電壓的變化值和相應(yīng)的輸入電流的變化值之比表示。23零電流又稱輸入偏置電流。是指由儀表內(nèi)部所引起的在輸入電路中流入或流出的電流。其電流值與輸入信號電壓大小無關(guān)。24串模干擾抑制比表征DVM對串模(又稱常模)干擾電壓的抑制能力。用串模電壓的峰值與由它引起的讀數(shù)最大變化值之比以對數(shù)表示,即:式中SMR(或NMR)——串模干擾抑制比;Usm——串模干擾電壓峰值;ΔUsm——串模干擾電壓引起的最大變化電壓。25共模干擾抑制比表征DVM對共模電壓的抑制能力。用共模電壓的峰值與由它引起的讀數(shù)最大變化值之比以對數(shù)表示,即式中CMR——共模干擾抑制比;Ucm——共模干擾電壓峰值;ΔUcm——共模干擾電壓引起的最大變化電壓。CMR又有交流和直流之分。26顯示能力DVM的每一位數(shù)碼管能夠按照它的編碼作連續(xù)變化的能力。27顯示位數(shù)DVM的顯示位數(shù)是以完整的顯示數(shù)字(