萬能比例臂電橋檢定規(guī)程

JJG485—19871萬能比例臂電橋檢定規(guī)程本規(guī)程適用于新生產(chǎn)、使用中和修理后的直流電阻型萬能比例臂電橋(以下簡稱萬能比例臂電橋)的檢定。萬能比例臂電橋是一個比例臂的比例值以測量盤最小步進(jìn)值任意改變的電橋。被測電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻的比值可由萬能比例臂電橋準(zhǔn)確地確定,用來進(jìn)行非十進(jìn)電阻、電阻箱和電位差計等直流電阻及電阻比的測量。萬能比例臂電橋的原理線路如圖1所示。圖1萬能比例臂電橋原理線路圖Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ—測量盤;Ⅱ′,Ⅲ′,Ⅳ′,Ⅴ′,Ⅵ′—補償盤;Rx—被測電阻;RN—標(biāo)準(zhǔn)電阻;Ra、Rb—附加電阻;K—選擇開關(guān);B—電源端鈕萬能比例臂電橋的比例臂相當(dāng)于一個刻度很細(xì)、總阻恒定的滑線電阻,其滑動觸點的兩邊電阻組成萬能比例臂的兩個比例電阻,左邊稱為測量盤,右邊稱為補償盤。被測電阻Rx按下式計算:RxRN(1)式中:R1,R2,R3和R4———選擇開關(guān)分別在1,2,3和4位置時,萬能比例臂電橋的2平衡示值*。1外觀及標(biāo)志1.1萬能比例臂電橋的銘牌或外殼上應(yīng)標(biāo)明:1.1.1產(chǎn)品名稱、型號和出廠編號;1.1.2制造單位或商標(biāo);1.1.3有效量程和等級指數(shù);1.1.4標(biāo)準(zhǔn)溫度和標(biāo)稱使用溫度范圍;1.1.5試驗電壓;1.1.6使用位置(無位置符號表示該電橋可在任意位置使用)。1.2萬能比例臂電橋面板上的開關(guān)和接線端鈕應(yīng)標(biāo)明功能和符號。2萬能比例臂電橋的等級指數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)溫度和相對濕度范圍,標(biāo)稱使用溫度和相對濕度范圍應(yīng)符合表1的規(guī)定。3萬能比例臂電橋在標(biāo)稱使用溫度和相對濕度范圍內(nèi),由標(biāo)準(zhǔn)條件到標(biāo)稱使用條件引起的允許變差不應(yīng)超過表1的規(guī)定。表1等級指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)條件標(biāo)稱使用條件及允許變差*%ppm(1×10-6)標(biāo)記法溫度/℃相對濕度/%溫度/℃允許變差相對濕度/%0.001101×10-520±0.240~6020±1100%25~7520%0.002202×10-520±0.540~6020±2100%25~7520%0.005505×10-520±140~6020±3100%25~7520%*允許變差以允許基本誤差的百分?jǐn)?shù)表示。4萬能比例臂電橋測量盤的基本誤差和總阻變差的綜合誤差不應(yīng)超過相應(yīng)等級指數(shù)。5萬能比例臂電橋在測量電阻時,應(yīng)在組成電橋的另兩臂中設(shè)有兩組附加電阻,其阻值為:104Ω,103Ω,102Ω,10Ω和1Ω。6在標(biāo)稱使用條件下,萬能比例臂電橋的線路和與線路無電氣連接的任意導(dǎo)電部件之間的絕緣電阻不應(yīng)小于5MΩ。任何一個端鈕和外殼或大地連接后所造成的變差都不應(yīng)超過基本誤差的1/10。7萬能比例臂電橋線路與外殼或與線路上無電氣連接的任意導(dǎo)電部件之間應(yīng)能承受頻率為45~65Hz的實際正弦交流電壓500(1±10%)V,歷時1min的耐壓試驗。*電橋平衡是指電橋電源在正反向電流時,檢流計指在同一標(biāo)尺位置,即虛零位法,下同。38檢定萬能比例臂電橋測量盤基本誤差時,應(yīng)在表1規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度和相對濕度下進(jìn)9萬能比例臂電橋線路絕緣電阻的測量和電壓的試驗,應(yīng)在表1規(guī)定的標(biāo)稱使用溫度和相對濕度下進(jìn)行。10檢定萬能比例臂電橋基本誤差的總不確定度應(yīng)不超過被檢萬能比例臂電橋等級指數(shù)的1/3。1/10。10.2檢定裝置中,檢流計靈敏度不夠而引起的誤差不應(yīng)超過被檢萬能比例臂電橋等級指數(shù)的1/10。10.3檢定裝置中,其他原因(包括開關(guān)的熱電勢變差,接觸電阻變差等)引起的誤差不應(yīng)超過被檢萬能比例臂電橋等級指數(shù)的1/10。10.4在保證檢定總不確定度條件下,允許采用其他誤差分配方法進(jìn)行檢定。11測量絕緣電阻的儀器,測量誤差應(yīng)小于30%。12電壓試驗所用的高壓試驗臺,應(yīng)有足夠的輸出容量(大于0.25kVA)且電壓能連續(xù)調(diào)節(jié)。13萬能比例臂電橋的檢定項目,應(yīng)按表2的規(guī)定進(jìn)行。表2出廠時修理后周期檢定外觀及線路+++++-++-基本誤差+++注:表中“+”表示應(yīng)檢定,“-”表示可不檢定。14外觀檢查萬能比例臂電橋銘牌或外殼上的標(biāo)志應(yīng)符合技術(shù)要求。JJG485—19874對新生產(chǎn)的萬能比例臂電橋,要求完好無損。對使用中的和修理后的萬能比例臂電橋,如發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重影響電橋計量性能的缺欠時,應(yīng)在修復(fù)后再進(jìn)行檢定。15線路檢查用萬用表的歐姆擋檢查萬能比例臂電橋線路,如發(fā)現(xiàn)有不正常時,應(yīng)查明原因,修復(fù)后再進(jìn)行檢定。16絕緣電阻的測量與試驗16.1用高阻計或絕緣電阻測量儀進(jìn)行測量,如發(fā)現(xiàn)絕緣電阻不能滿足要求時,應(yīng)查明原因,修復(fù)后再進(jìn)行檢定。16.2絕緣電阻的試驗:將被檢萬能比例臂電橋外殼接地(如果電橋外殼是由絕緣材料制成,則將電橋放在金屬板上,金屬板再接地)。在電橋的被測端上接電橋有效量程的測量上限,標(biāo)準(zhǔn)端和被測端應(yīng)具有同標(biāo)稱值的電阻,選擇開關(guān)置于2或3,調(diào)節(jié)萬能比例臂電橋測量盤使其平衡(檢流計的靈敏度應(yīng)不低于1mmRx),然后將接地端的另一引出線分別接到各接線端端鈕,觀察檢流計的偏轉(zhuǎn),若對所有端鈕進(jìn)行試驗后,檢流計的偏轉(zhuǎn)格數(shù)代表的誤差不應(yīng)大于相應(yīng)電橋等級指數(shù)的1/10,則認(rèn)為該電橋絕緣電阻試驗合格。17電壓的試驗把被檢萬能比例臂電橋線路的所有端鈕用裸銅線連接起來,接到高壓試驗臺的輸出端,另一端接到測試用的參考接地端,試驗電壓以100V/s速率平穩(wěn)地上升至所規(guī)定的電壓,經(jīng)歷時1min的耐壓試驗,無擊穿或無飛弧現(xiàn)象,則認(rèn)為電壓試驗合格,否則為不合格,然后將電壓平穩(wěn)地降到零。18萬能比例臂電橋基本誤差的檢定萬能比例臂電橋的基本誤差包括兩項:一是測量盤的線性度誤差(包括相鄰盤的“10∶1”比值誤差),二是補償盤補償?shù)牟煌晟埔鸬目傋枳儾睢?8.1測量盤線性度誤差的檢定18.1.1采用度盤單位進(jìn)行萬能比例臂電橋測量盤線性度誤差的檢定。萬能比例臂電橋是一種比例儀器,是一個無單位量綱的比例量,在測量盤線性度誤差的檢定中可任選擇一個測量單位,本規(guī)程選擇萬能比例臂電橋最高測量盤平均步進(jìn)值的1/100作為單位,即第一盤二十個步進(jìn)值總和的1/2000,這個值稱為“度盤單位”,用這個度盤單位進(jìn)行萬能比例臂電橋測量盤線性度誤差的檢定是很合適的。18.1.2測量盤線性度誤差的檢定方法可分為兩種:一種是十進(jìn)盤替代法,一種是整體檢定法。根據(jù)被檢萬能比例臂電橋的等級指數(shù),按表3的規(guī)定選擇檢定方法。表3等級指數(shù)/%檢定方法0.001整體檢定法0.002整體檢定法或十進(jìn)盤替代法0.005整體檢定法或十進(jìn)盤替代法JJG485—19875(1)整體檢定法用電流比較儀電位差計整體檢定萬能比例臂電橋的基本誤差既準(zhǔn)確又迅速,是把測量盤線性度誤差和補償誤差(總阻變差)合二為一的誤差綜合測量方法,可謂是一種理想的檢定方法。圖2是電流比較儀電位差計整體檢定萬能比例臂電橋的原理線路圖。圖2電流比較儀電位差計整體檢定萬能比例臂電橋的原理線路圖RS—分流電阻;I1—初級電流;I2—次級電流;I3—流過萬能比例臂電橋的電流i標(biāo)準(zhǔn)化步驟a按圖3將被檢萬能比例臂電橋接入線路。預(yù)置RS=43Ω,使I3=1mA。調(diào)節(jié)電流比較儀電位差計為正常工作狀態(tài)。b將萬能比例臂電橋第一測量盤的示值置20,其余盤置零。電流比較儀電位差計在×1量程上把第一盤也置20,其余盤置零,調(diào)節(jié)RS使電流比較儀電位差計平衡。c將電流比較儀電位差計和萬能比例臂電橋的示值都退回到零,用電流比較儀電位差計測量萬能比例臂電橋測量盤的零位電壓。d再將萬能比例臂電橋第一盤示值置20,其余盤為零。電流比較儀電位差計第一盤示值置20,其余盤示值不變,調(diào)節(jié)電流比較儀電位差計次級校正盤使其平衡。e重復(fù)c、d步驟,直至兩個電壓差為2V為止。ii檢定a用已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的電流比較儀電位差計,逐盤逐擋的測量萬能比例臂電橋測量盤的全部示值。每一盤均由零起始直至最大示值,每盤測完之后返回到零,記錄每次平衡時的示值為U。b萬能比例臂電橋每一測量盤的示值更正值(以度盤單位表示)等于用已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的電流比較儀電位差計測得的每一測量盤平衡示值減去每一測量盤的零位示值和每一JJG485—19876測量盤的標(biāo)稱示值,即:式中:C第j個測量盤第iii的--;H(2)U—第j個測量盤第i個示值在電流比較儀電位差計上測得的平衡示值;U第j個測量盤第i個示值的標(biāo)稱值;U—第j個測量盤零位示值時在電流比較儀電位差計上測得的平衡示值。c在檢定過程中,應(yīng)隨時檢查電流比較儀電位差計的工作電流變化情況,如變化引起的誤差不超過被檢萬能比例臂電橋等級指數(shù)的1/10為合格,否則重新標(biāo)準(zhǔn)化。(2)十進(jìn)盤替代法i十進(jìn)盤替代法原理用后一盤的十個步進(jìn)值電阻同前一盤的每一個步進(jìn)值電阻在電橋裝置上作替代比較,最后一個十進(jìn)盤的每一個步進(jìn)值電阻由檢流計的偏格來確定,只要第二盤十個步進(jìn)值電阻取第一盤總電阻值的1/20,則整個測量盤步進(jìn)值的實際值以度盤單位表示就可以通過計算得到。ii十進(jìn)盤替代法檢定線路十進(jìn)盤替代法檢定萬能比例臂電橋原理線路如圖3所示。iii檢定步驟ZX54置2111.11Ω,ZX35置“555”,QJ33所有測量盤置零。b接通電源,調(diào)節(jié)RA使電橋平衡。aZX54置2111.11Ω,ZX35置“555”,QJ33所有測量盤置零。b接通電源,調(diào)節(jié)RA使電橋平衡。c將QJ33第一盤置于1,其余盤置零,ZX54×100Ω盤示值退1,其余盤不動,調(diào)節(jié)ZX35使電橋平衡,記錄ZX35各盤的示值(對檢定第一盤應(yīng)內(nèi)插一位)為a。dZX54保持不變,QJ33第一盤示值退回到零,第二盤示值由零進(jìn)到10,調(diào)節(jié)ZX35使電橋平衡,記錄ZX35各盤的示值為b。步驟c和d實現(xiàn)了QJ33第一盤第1個步進(jìn)電阻值R與第二盤十個步進(jìn)電阻值的比較,其差值為:e將QJ33第一盤進(jìn)到2,第二盤退回到零,ZX54×100Ω盤示值再退1,其余盤不動,調(diào)節(jié)ZX35使電橋平衡,記錄ZX35各盤示值為a。fZX54保持不變,QJ33第一盤示值退回到1,第二盤示值由零進(jìn)到10,調(diào)節(jié)ZX35使電橋平衡,記錄ZX35各盤示值為b。步驟e和f實現(xiàn)了QJ33第一盤第2個步進(jìn)電阻RⅠ2與第二盤十個步進(jìn)電阻值的比較,其差值Δ為:JJG485—19877圖3十進(jìn)盤替代法檢定萬能比例臂電橋原理線路圖RA—比較臂電阻;RB,RC—比例臂電阻;RX—被測臂電阻;ZX54—輔助電阻箱;ZX35或QJ25—微調(diào)電阻箱;QJ33—萬能比例臂電橋;K—電流換向開關(guān);B—直流電源;G—檢流計依此類同,可得到:式中:Δ———第一盤第i個步進(jìn)電阻值與第二盤十個步進(jìn)電阻值的差值;R———第一盤第i個步進(jìn)電阻值;同理,對于其他盤有:式中:Δ—第j盤第i個步進(jìn)電阻值與第j+1盤十個步進(jìn)電阻值的差值;R—第j盤第i個步進(jìn)電阻值;81—第j+1盤十個步進(jìn)電阻值。gQJ33最后一盤可采用檢流計偏格法進(jìn)行檢定,即變化QJ33最后一盤的全部示值,使其檢流計偏轉(zhuǎn)100格,記錄每一步進(jìn)電阻值變化時檢流計的偏轉(zhuǎn)格數(shù)αi,最后一盤每一步進(jìn)電阻值R為:(5)式中:R———最后一盤第i個步進(jìn)電阻值;最后一盤十個步進(jìn)電阻值。iv以度盤單位表示各測量盤的計算公式假定以度盤單位表示為已知,則各測量盤以度盤單位表示的步進(jìn)累加值分別為:(6)(10)如果第六盤為最后一盤,則有:i(11)根據(jù)本規(guī)程18.1.1的規(guī)定,取第一盤20個步進(jìn)值總和的1/2000作為度盤單位,由式(6)有:假定度盤單位)JJG485—1987將式(12)代入式(6)(11)就可分別得到以度盤單位表示的各測量盤步進(jìn)累則上式有=100度盤單位)(12)將式(12)代入式(6)(11)就可分別得到以度盤單位表示的各測量盤步進(jìn)累加值的計算公式。18.2總阻變差的測量18.2.1用電流比較儀電位差計進(jìn)行整體檢定萬能比例臂電橋,不需要測量總阻變差。18.2.2用十進(jìn)盤替代法檢定萬能比例臂電橋,需要測量總阻變差。(1)測量總阻變差的線路萬能比例臂電橋的總阻變差主要是由補償盤電阻補償?shù)牟煌晟扑?測量盤的第一盤不影響總阻的變化,為提高檢定總阻變差線路的靈敏度,應(yīng)將其短路。圖4為測量總阻變差的線路圖。圖4測量總阻變差的線路圖(2)測量步驟部示4接好線路,選擇RA=11111Ω,RB=1×104Ω,RC=1×102Ω,QJ33全b接通電橋電源,調(diào)節(jié)RA使電橋平衡,(檢流計靈敏度不低于10-6/1mm),記錄JJG485—1987RA的示值,逐盤逐擋測量每一步進(jìn)值的電阻,找出每一盤出現(xiàn)的最大和最小電阻的示值,在示值上打個標(biāo)記。c把每個測量盤放在出現(xiàn)最大電阻時的示值,調(diào)節(jié)RA使電橋平衡,記錄RA的平衡示值,這是最大出現(xiàn)的電阻。d把