萬(wàn)能比例臂電橋檢定規(guī)程

JJG485—19871萬(wàn)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(wàn)能比例臂電橋(以下簡(jiǎn)稱萬(wàn)能比例臂電橋)的檢定。萬(wàn)能比例臂電橋是一個(gè)比例臂的比例值以測(cè)量盤最小步進(jìn)值任意改變的電橋。被測(cè)電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻的比值可由萬(wàn)能比例臂電橋準(zhǔn)確地確定,用來(lái)進(jìn)行非十進(jìn)電阻、電阻箱和電位差計(jì)等直流電阻及電阻比的測(cè)量。萬(wàn)能比例臂電橋的原理線路如圖1所示。圖1萬(wàn)能比例臂電橋原理線路圖Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ—測(cè)量盤;Ⅱ′,Ⅲ′,Ⅳ′,Ⅴ′,Ⅵ′—補(bǔ)償盤;Rx—被測(cè)電阻;RN—標(biāo)準(zhǔn)電阻;Ra、Rb—附加電阻;K—選擇開(kāi)關(guān);B—電源端鈕萬(wàn)能比例臂電橋的比例臂相當(dāng)于一個(gè)刻度很細(xì)、總阻恒定的滑線電阻,其滑動(dòng)觸點(diǎn)的兩邊電阻組成萬(wàn)能比例臂的兩個(gè)比例電阻,左邊稱為測(cè)量盤,右邊稱為補(bǔ)償盤。被測(cè)電阻Rx按下式計(jì)算:RxRN(1)式中:R1,R2,R3和R4———選擇開(kāi)關(guān)分別在1,2,3和4位置時(shí),萬(wàn)能比例臂電橋的2平衡示值*。1外觀及標(biāo)志1.1萬(wàn)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(hào)和出廠編號(hào);1.1.2制造單位或商標(biāo);1.1.3有效量程和等級(jí)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(yàn)電壓;1.1.6使用位置(無(wú)位置符號(hào)表示該電橋可在任意位置使用)。1.2萬(wàn)能比例臂電橋面板上的開(kāi)關(guān)和接線端鈕應(yīng)標(biāo)明功能和符號(hào)。2萬(wàn)能比例臂電橋的等級(jí)指數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)溫度和相對(duì)濕度范圍,標(biāo)稱使用溫度和相對(duì)濕度范圍應(yīng)符合表1的規(guī)定。3萬(wàn)能比例臂電橋在標(biāo)稱使用溫度和相對(duì)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(guò)表1的規(guī)定。表1等級(jí)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(duì)濕度/%溫度/℃允許變差相對(duì)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(wàn)能比例臂電橋測(cè)量盤的基本誤差和總阻變差的綜合誤差不應(yīng)超過(guò)相應(yīng)等級(jí)指數(shù)。5萬(wàn)能比例臂電橋在測(cè)量電阻時(shí),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(wàn)能比例臂電橋的線路和與線路無(wú)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(gè)端鈕和外殼或大地連接后所造成的變差都不應(yīng)超過(guò)基本誤差的1/10。7萬(wàn)能比例臂電橋線路與外殼或與線路上無(wú)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(shí)際正弦交流電壓500(1±10%)V,歷時(shí)1min的耐壓試驗(yàn)。*電橋平衡是指電橋電源在正反向電流時(shí),檢流計(jì)指在同一標(biāo)尺位置,即虛零位法,下同。38檢定萬(wàn)能比例臂電橋測(cè)量盤基本誤差時(shí),應(yīng)在表1規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度和相對(duì)濕度下進(jìn)9萬(wàn)能比例臂電橋線路絕緣電阻的測(cè)量和電壓的試驗(yàn),應(yīng)在表1規(guī)定的標(biāo)稱使用溫度和相對(duì)濕度下進(jìn)行。10檢定萬(wàn)能比例臂電橋基本誤差的總不確定度應(yīng)不超過(guò)被檢萬(wàn)能比例臂電橋等級(jí)指數(shù)的1/3。1/10。10.2檢定裝置中,檢流計(jì)靈敏度不夠而引起的誤差不應(yīng)超過(guò)被檢萬(wàn)能比例臂電橋等級(jí)指數(shù)的1/10。10.3檢定裝置中,其他原因(包括開(kāi)關(guān)的熱電勢(shì)變差,接觸電阻變差等)引起的誤差不應(yīng)超過(guò)被檢萬(wàn)能比例臂電橋等級(jí)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(cè)量絕緣電阻的儀器,測(cè)量誤差應(yīng)小于30%。12電壓試驗(yàn)所用的高壓試驗(yàn)臺(tái),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(wàn)能比例臂電橋的檢定項(xiàng)目,應(yīng)按表2的規(guī)定進(jìn)行。表2出廠時(shí)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(wàn)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(duì)新生產(chǎn)的萬(wàn)能比例臂電橋,要求完好無(wú)損。對(duì)使用中的和修理后的萬(wàn)能比例臂電橋,如發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重影響電橋計(jì)量性能的缺欠時(shí),應(yīng)在修復(fù)后再進(jìn)行檢定。15線路檢查用萬(wàn)用表的歐姆擋檢查萬(wàn)能比例臂電橋線路,如發(fā)現(xiàn)有不正常時(shí),應(yīng)查明原因,修復(fù)后再進(jìn)行檢定。16絕緣電阻的測(cè)量與試驗(yàn)16.1用高阻計(jì)或絕緣電阻測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量,如發(fā)現(xiàn)絕緣電阻不能滿足要求時(shí),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(yàn):將被檢萬(wàn)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(cè)端上接電橋有效量程的測(cè)量上限,標(biāo)準(zhǔn)端和被測(cè)端應(yīng)具有同標(biāo)稱值的電阻,選擇開(kāi)關(guān)置于2或3,調(diào)節(jié)萬(wàn)能比例臂電橋測(cè)量盤使其平衡(檢流計(jì)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(jì)的偏轉(zhuǎn),若對(duì)所有端鈕進(jìn)行試驗(yàn)后,檢流計(jì)的偏轉(zhuǎn)格數(shù)代表的誤差不應(yīng)大于相應(yīng)電橋等級(jí)指數(shù)的1/10,則認(rèn)為該電橋絕緣電阻試驗(yàn)合格。17電壓的試驗(yàn)把被檢萬(wàn)能比例臂電橋線路的所有端鈕用裸銅線連接起來(lái),接到高壓試驗(yàn)臺(tái)的輸出端,另一端接到測(cè)試用的參考接地端,試驗(yàn)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(shí)1min的耐壓試驗(yàn),無(wú)擊穿或無(wú)飛弧現(xiàn)象,則認(rèn)為電壓試驗(yàn)合格,否則為不合格,然后將電壓平穩(wěn)地降到零。18萬(wàn)能比例臂電橋基本誤差的檢定萬(wàn)能比例臂電橋的基本誤差包括兩項(xiàng):一是測(cè)量盤的線性度誤差(包括相鄰盤的“10∶1”比值誤差),二是補(bǔ)償盤補(bǔ)償?shù)牟煌晟埔鸬目傋枳儾睢?8.1測(cè)量盤線性度誤差的檢定18.1.1采用度盤單位進(jìn)行萬(wàn)能比例臂電橋測(cè)量盤線性度誤差的檢定。萬(wàn)能比例臂電橋是一種比例儀器,是一個(gè)無(wú)單位量綱的比例量,在測(cè)量盤線性度誤差的檢定中可任選擇一個(gè)測(cè)量單位,本規(guī)程選擇萬(wàn)能比例臂電橋最高測(cè)量盤平均步進(jìn)值的1/100作為單位,即第一盤二十個(gè)步進(jìn)值總和的1/2000,這個(gè)值稱為“度盤單位”,用這個(gè)度盤單位進(jìn)行萬(wàn)能比例臂電橋測(cè)量盤線性度誤差的檢定是很合適的。18.1.2測(cè)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(wàn)能比例臂電橋的等級(jí)指數(shù),按表3的規(guī)定選擇檢定方法。表3等級(jí)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(jì)整體檢定萬(wàn)能比例臂電橋的基本誤差既準(zhǔn)確又迅速,是把測(cè)量盤線性度誤差和補(bǔ)償誤差(總阻變差)合二為一的誤差綜合測(cè)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(jì)整體檢定萬(wàn)能比例臂電橋的原理線路圖。圖2電流比較儀電位差計(jì)整體檢定萬(wàn)能比例臂電橋的原理線路圖RS—分流電阻;I1—初級(jí)電流;I2—次級(jí)電流;I3—流過(guò)萬(wàn)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(wàn)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(jì)為正常工作狀態(tài)。b將萬(wàn)能比例臂電橋第一測(cè)量盤的示值置20,其余盤置零。電流比較儀電位差計(jì)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(jì)平衡。c將電流比較儀電位差計(jì)和萬(wàn)能比例臂電橋的示值都退回到零,用電流比較儀電位差計(jì)測(cè)量萬(wàn)能比例臂電橋測(cè)量盤的零位電壓。d再將萬(wàn)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(jì)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(jì)次級(jí)校正盤使其平衡。e重復(fù)c、d步驟,直至兩個(gè)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(jì),逐盤逐擋的測(cè)量萬(wàn)能比例臂電橋測(cè)量盤的全部示值。每一盤均由零起始直至最大示值,每盤測(cè)完之后返回到零,記錄每次平衡時(shí)的示值為U。b萬(wàn)能比例臂電橋每一測(cè)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(jì)測(cè)得的每一測(cè)量盤平衡示值減去每一測(cè)量盤的零位示值和每一JJG485—19876測(cè)量盤的標(biāo)稱示值,即:式中:C第j個(gè)測(cè)量盤第iii的--;H(2)U—第j個(gè)測(cè)量盤第i個(gè)示值在電流比較儀電位差計(jì)上測(cè)得的平衡示值;U第j個(gè)測(cè)量盤第i個(gè)示值的標(biāo)稱值;U—第j個(gè)測(cè)量盤零位示值時(shí)在電流比較儀電位差計(jì)上測(cè)得的平衡示值。c在檢定過(guò)程中,應(yīng)隨時(shí)檢查電流比較儀電位差計(jì)的工作電流變化情況,如變化引起的誤差不超過(guò)被檢萬(wàn)能比例臂電橋等級(jí)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(gè)步進(jìn)值電阻同前一盤的每一個(gè)步進(jìn)值電阻在電橋裝置上作替代比較,最后一個(gè)十進(jìn)盤的每一個(gè)步進(jìn)值電阻由檢流計(jì)的偏格來(lái)確定,只要第二盤十個(gè)步進(jìn)值電阻取第一盤總電阻值的1/20,則整個(gè)測(cè)量盤步進(jìn)值的實(shí)際值以度盤單位表示就可以通過(guò)計(jì)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(wàn)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(cè)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(cè)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(dòng),調(diào)節(jié)ZX35使電橋平衡,記錄ZX35各盤的示值(對(duì)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(shí)現(xiàn)了QJ33第一盤第1個(gè)步進(jìn)電阻值R與第二盤十個(gè)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(dòng),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(shí)現(xiàn)了QJ33第一盤第2個(gè)步進(jìn)電阻RⅠ2與第二盤十個(gè)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(wàn)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(cè)臂電阻;ZX54—輔助電阻箱;ZX35或QJ25—微調(diào)電阻箱;QJ33—萬(wàn)能比例臂電橋;K—電流換向開(kāi)關(guān);B—直流電源;G—檢流計(jì)依此類同,可得到:式中:Δ———第一盤第i個(gè)步進(jìn)電阻值與第二盤十個(gè)步進(jìn)電阻值的差值;R———第一盤第i個(gè)步進(jìn)電阻值;同理,對(duì)于其他盤有:式中:Δ—第j盤第i個(gè)步進(jìn)電阻值與第j+1盤十個(gè)步進(jìn)電阻值的差值;R—第j盤第i個(gè)步進(jìn)電阻值;81—第j+1盤十個(gè)步進(jìn)電阻值。gQJ33最后一盤可采用檢流計(jì)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(jì)偏轉(zhuǎn)100格,記錄每一步進(jìn)電阻值變化時(shí)檢流計(jì)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(gè)步進(jìn)電阻值;最后一盤十個(gè)步進(jìn)電阻值。iv以度盤單位表示各測(cè)量盤的計(jì)算公式假定以度盤單位表示為已知,則各測(cè)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(gè)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(cè)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(cè)量盤步進(jìn)累加值的計(jì)算公式。18.2總阻變差的測(cè)量18.2.1用電流比較儀電位差計(jì)進(jìn)行整體檢定萬(wàn)能比例臂電橋,不需要測(cè)量總阻變差。18.2.2用十進(jìn)盤替代法檢定萬(wàn)能比例臂電橋,需要測(cè)量總阻變差。(1)測(cè)量總阻變差的線路萬(wàn)能比例臂電橋的總阻變差主要是由補(bǔ)償盤電阻補(bǔ)償?shù)牟煌晟扑?測(cè)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(cè)量總阻變差的線路圖。圖4測(cè)量總阻變差的線路圖(2)測(cè)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(jì)靈敏度不低于10-6/1mm),記錄JJG485—1987RA的示值,逐盤逐擋測(cè)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(gè)標(biāo)記。c把每個(gè)測(cè)量盤放在出現(xiàn)最大電阻時(shí)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