JJG 506-2010 直流比较仪式电桥.pdf
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1、中华人民共和国国家计量检定规程J J G5 0 62 0 1 0直流比较仪式电桥D.C.C u r r e n tC o m p a r a t o rB r i d g e 2 0 1 0-0 5-1 1发布2 0 1 0-1 1-1 1实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布学兔兔 标准下载直流比较仪式电桥检定规程V e r i f i c a t i o nR e g u l a t i o no fD.C.C u r r e n tC o m p a r a t o rB r i d geJ J G5 0 62 0 1 0代替J J G5 0 61 9 8 7 本规程
2、经国家质量监督检验检疫总局于2 0 1 0年5月1 1日批准,并自2 0 1 0年1 1月1 1日起施行。归 口 单 位:全国电磁计量技术委员会 主要起草单位:黑龙江省计量检定测试院中国计量科学研究院 参加起草单位:上海兰斯汀仪表研究所大连市计量检定测试所 本规程委托全国电磁计量技术委员会负责解释J J G5 0 62 0 1 0学兔兔 标准下载 本规程主要起草人:王 勇(黑龙江省计量检定测试院)邵海明(中国计量科学研究院)张作群(黑龙江省计量检定测试院)参加起草人:朱庆发(上海兰斯汀仪表研究所)韩 晶(大连市计量检定测试所)崔丽娟(大连市计量检定测试所)J J G5 0 62 0 1 0学兔
3、兔 标准下载目 录1 范围(1)2 引用文献(1)3 概述(1)4 计量性能要求(2)4.1 准确度等级(2)4.2 基本误差(2)4.3 非线性误差(3)4.4 磁势低频噪声(3)4.5 磁势零位漂移(3)4.6 内附检流计指标(4)5 通用技术要求(4)5.1 外观结构(4)5.2 绝缘电阻(4)5.3 介电强度(4)6 计量器具控制(4)6.1 检定条件(4)6.2 检定项目(4)6.3 检定方法(6)6.4 整体核验(1 1)6.5 检定结果的处理(1 1)6.6 检定周期(1 1)附录A 线性度自检表格(1 3)附录B 线性度自检计算公式的推导(1 6)附录C 检定证书内页格式(1
4、8)附录D 检定结果通知书内页格式(1 9)J J G5 0 62 0 1 0学兔兔 标准下载直流比较仪式电桥检定规程1 范围本规程适用于直流电流比较仪初、次级磁势平衡和初、次级两电阻上电势平衡的条件下,测量电阻或电阻比的电桥,即直流比较仪式电桥(以下简称比较仪式电桥或电桥)的首次检定、后续检定和使用中检验;也适用于多功能直流比较仪的电桥部分。本规程不适用于直流比较仪式测温电桥和全自动直流比较仪式电桥的检定。2 引用文献J J G1 6 61 9 9 3 直流电阻器检定规程J J G2 0 5 11 9 9 0 直流电阻计量器具检定系统G B/T3 9 3 02 0 0 8 测量电阻用直流电桥
5、J J F1 0 0 21 9 9 8 国家计量检定规程编写规则J J F1 0 5 91 9 9 9 测量不确定度评定与表示使用本规程时,应注意使用上述引用文献的现行有效版本。3 概述比较仪式电桥是在直流电流比较仪磁势平衡时,通过调节比较仪初级或次级匝数,从而准确调节初级被测电阻和次级标准电阻上的电流比,达到两电阻上电压平衡,使电阻比等于匝数比,依此进行高精度电阻比较测量的仪器。比较仪式电桥与通常的直流电阻电桥一样,都是测量电阻的比较仪器,但作用原理不同,其不同点是:比较仪式电桥以补偿测量法代替了后者的电桥测量法,彻底地克服了电位引线电阻和端钮接触电阻的影响,并且便于进行不同标称值电阻的比较
6、测量(过渡传递);前者以磁势平衡为前提,用匝数比代替了后者的电阻比,从而获得更高的准确度。比较仪式电桥原理线路如图1所示,工作原理如下:a.磁势平衡初级可变测量绕组与次级有微调的固定绕组各自流过直流电流,它们在铁芯中产生方向相反的磁势,其磁势差由检测绕组检出,并通过手动调节跟踪及有差闭环调节系统自动调节从动(伺服)电源产生的次级电流,使磁势平衡,即IxWx=IsWs,所以有IsIx=WxWs。b.电势平衡调节测量盘或次级微调绕组(偏差盘),即调节Is/Ix,使检流计G指零,则Rx和Rs上电压降相等,IxRx=IsRs,则:IsIx=RxRs,1J J G5 0 62 0 1 0学兔兔 标准下载
7、所以RxRs=WxWs 或 Rx=WxWsRs图1 比较仪式电桥原理图Wx初级可变绕组;Ws次级有微调偏差盘的固定绕组;Ix、Is初、次级电流 即电阻Rx与Rs的实际比值等于初、次级匝数比的实际值;或被测电阻的实际值等于初、次级匝数比的实际值乘以标准电阻的实际值,如果调定次级偏差盘使Ws与标准电阻的实际值Rs相对应(即在次级偏差盘上置出Rs的相对修正值),则从测量盘上就可以直接读出被测电阻值。4 计量性能要求4.1 准确度等级比较仪式电桥的准确度等级以百分数表示,可 分 为0.0 0 00 5级、0.0 0 01级、0.0 0 02级、0.0 0 05级,不同量程准确度等级可以不同。本规程实施
8、后出厂的电桥,还必须给出在电桥有效量程内所有标准电阻的阻值在一等标准电阻的检定功率下的测量准确度。4.2 基本误差在标准条件下,经预热1h后,当使用测量盘和固定1 0 0匝时,电桥的基本误差公式为:El i m=0.4C1 0 0+AI W+VURx+0.1C1 0 0Rn(1)式中:El i m 基本误差的允许极限值,;C 用百分数表示的等级指数;x 测量盘示值,;Rn 基准值,为各该量程内1 0的最高整数幂;I W 测量时安匝数,A;2J J G5 0 62 0 1 0学兔兔 标准下载UR 测量时电阻上的电压降,V;A 磁势平衡误差,A;V 电势平衡误差,V。A和V分别用下式计算:A=(磁
9、势漂移误差)2+(跟踪误差)2+(磁噪声误差)2V=(电压分度值)2+(检流计漂移电压)2+(检流计噪声电压误差)2 当使用固定1 0匝时,公式中第一项降为0.6C(或0.8C)1 0 0,测量盘最大电流为0.1A者降为2C1 0 0;当使用固定1匝时,公式中第一项降为3C1 0 0。当I W2 0A、UR2 0mV、跟踪误差调到不大于1A时(检流计开关动作2 0s后才能正式测量,且电流换向测量时间间隔不超过1m i n),上述公式简化为:Wx1 0 0匝时:El i m=C1 0 0 x+Rn1 0(2)Wx为固定1 0匝和固定1匝时的电桥准确度,应把其线性度指标代入El i m公式计算出。
10、注:磁噪声误差和检流计噪声误差按其指标的1/3或实测值的1/2中的小者计算。4.3 非线性误差4.3.1 初级1 01 0 0匝绕组与次级固定10 0 0匝绕组的相对差值不得大于0.0 5C1 0 0。4.3.2 以测量盘基准值(对应Wx=1 01 0 0匝)为线性度基准点,要求测量盘非线性误差0.4C1 0 0Wx+0.0 5C1 0 0Wn,次级偏差盘非线性误差0.0 5C1 0 0Wn,它们的第一分数匝变差都不得大于0.0 1C1 0 0Wn,Wx、Wn为示值x、基准值Rn对应的匝数,分数匝可以有微调,第一分数匝盘年变化31 0-51 04C,制造厂规定的调整周期不得少于半年。4.3.3
11、 固定1 0 0、1 0、1匝的相对非线性误差分别不大于0.4C1 0 0、0.6C1 0 0、3C1 0 0。如果固定1 0匝达不到上述要求,生产厂可以把它降为0.8C1 0 0,但必须在说明书中说明。初级最大电流为0.1A的,固定1 0匝降为2C1 0 0。4.4 磁势低频噪声磁势低频噪声的峰值3A1 04C;测量盘最大电流为0.1A者峰值1.5A1 04C。4.5 磁势零位漂移磁势零位漂移5A1 04C/1 0m i n;测量盘最大电流为0.1A者漂移3A1 04C/1 0m i n。3J J G5 0 62 0 1 0学兔兔 标准下载4.6 内附检流计指标周围无明显机械振动及外回路电阻
12、为2 0时,电压分度值CV5n V1 04C/mm,同时噪声电压峰峰值1 0n V,漂移电压5n V/m i n。5 通用技术要求5.1 外观结构电桥面板或铭牌上应有产品名称、型号、出厂编号、准确度等级、制造厂名称或商标、制造日期等。各旋钮、开关、端钮应有保证正确使用的标志。外露部件应完好,旋转开关应能转到所有工作位置并定位准确、清晰。5.2 绝缘电阻主、从电源与初、次级电路断开后,电桥初、次级电路与外壳之间的绝缘电阻:0.0 0 00 5级和0.0 0 01级的不得低于2G;0.0 0 02级、0.0 0 05级的不得低于1G。5.3 介电强度电源变压器初级绕组与次级绕组和外壳之间能承受5
13、0H z,15 0 0V实际正弦波电压历时1m i n的耐压试验不击穿、不飞弧。6 计量器具控制包括:首次检定、后续检定和使用中检验。6.1 检定条件6.1.1 检定环境条件检定的标准条件 温度:(2 0 2)、相对湿度:4 0%7 5%、电源电压:(2 2 01 1)V、电源频率:(5 0 0.5)H z,无振动。6.1.2 检定用仪器设备6.1.2.1 控温精度不低于0.0 2/h的恒温油槽或恒温空气槽一台。6.1.2.2 一次温度系数51 0-6/且之差值31 0-6/的0.0 1级以上1 0标准电阻两只。当使用控温精度不低于0.0 1/h的恒温槽时,去掉对差值的要求。一次温度系数之差5
14、1 0-6/的0.0 1级以上10 0 0标准电阻两只。6.1.2.3 工作电压2 5 0V,有效量程5G 的绝缘电阻测试仪器(高阻计或高阻电桥等)1台,准确度等级不低于1 0级。6.1.2.4 满足4.6条要求的光电放大检流计或其他指零仪组合一套(电桥无内附检流计或内附检流计不合格时)。注:线性度的检定用自检方法,即电桥内同标称值的元件间互相比较。它不需要外部标准器。本条所列标准电阻仅作为换位法整体核验和测量功能检查用。6.2 检定项目检定项目见表1,检定时可参考图2。4J J G5 0 62 0 1 0学兔兔 标准下载图2 比较仪式电桥简化线路图K2形象化开关,实际要靠改变接线完成;,盘参
15、考绕组开关与测量开关联动表1 检定项目表检定项目首次检定后续检定*使用中检验外观与测量功能检查+绝缘电阻+-介电强度+-AT表分度值CA T+-磁势零位漂移和噪声+-测量盘和偏差盘的线性度+*初级1 01 0 0匝与次级10 0 0匝的比较+-初级固定1 0 0、1 0、1匝的线性度+-内附检流计指标+整体核验+*表中:“+”表示检定,“-”表示可以不检定。*本仪器独立部件多,修理后可以只针对修理部件进行检定;*只检测量盘盘间过渡;*只用两只1 0标准电阻核验。5J J G5 0 62 0 1 0学兔兔 标准下载6.3 检定方法6.3.1 外观检查按5.1的要求检查。6.3.2 测量功能检查将
16、电桥初、次级Rx、Rs处各接一只1 0标准电阻,按11测量连接侧面端钮板上各端钮,并使有关旋钮在测量状态,测量盘盘示值为1 0。开机后振荡器指示灯应发光,如该指示灯不亮,应立即关机检查,排除故障(包括接线错误)后才能重新开机。在1 0mA电流下调跟踪旋钮,应能使A T表指示的跟踪误差在2A以内。接通检流计,调测量盘或偏差盘应该都能使电桥平衡。此时各调节旋钮应有正常的调节功能,初、次级电流表指示值应基本相等。6.3.3 绝缘电阻测量电桥在标准温、湿度条件下稳定2 4h后,断开主从电源与初、次级连接的接线片,用绝缘电阻测量仪器分别测量初、次级绕组与外壳上导电部件间的绝缘电阻。6.3.4 介电强度试
17、验电桥在标准温、湿度条件下稳定2 4h后,将电源变压器初级绕组短路,次级绕组短路或线路断开,高压试验器高电位端接该变压器初级绕组,低电位端接该变压器次级绕组与外壳上导电部件,施加15 0 0V、5 0H z实际正弦波电压历时1m i n试验,不击穿、不飞弧为合格,电压上升及下降速度约为1 0 0V/s。高压试验器击穿时其继电器动作电流为5mA。6.3.5 磁势平衡表分度值CAT的测量使电桥从11测量状态进入检定准备状态(下面线性度检定都从此状态开始),按电桥说明书将偏差盘从次级转移到初级,与测量盘反向串联(*端对接),并且极性都置“+”,示值都置于零,不检分数匝盘线性度时就不必转移偏差盘,短路
18、电桥Rx处的电流端钮使初级闭合,次级Rs处不短接,以保证次级和检流计回路开路。内接/外接/自校开关转到“自校”,使电源换向开关(A、B开关)成为电流通断开关,并把它置于“断”,“测量/关”开关置于测量(如果有的话),将电流调节和跟踪调节旋钮都调到零位。在上述检定准备状态下,将电桥的读数/自校开关置于读数位置,初级电流表(Ix表)量程调到1 0 0 mA,将电源通断开关转到通,调电流调节旋钮使Ix表指示1 0 0mA,调电桥调零(或检流计平衡)旋钮使A T表指零,将第盘增加一个步进,记录A T表偏转格数(读到0.1大格,下同)和方向,则A T表分度值CA T=1 0-41 0 0mA/=1 0A
19、/,并认定此时A T表的偏转方向为“+”,即被检绕组大于参考绕组。在正常情况下,CAT=1 0A/大格(也有改进型为CAT=5A/大格的),如CAT1 5A/大格(改进型7.5A/大格),则必须调整或修理。6.3.6 磁势零位漂移和噪声的测量在上一条状态下按规定时间预热后,调电流调节旋钮使Ix=0,记下1 0m i n的A T表漂移的格数,则CAT为1 0m i n的磁势零位漂移。同时在1 0m i n内连续观察A T表的最大抖动格数m,则mCAT为磁势低频噪声峰峰值。6J J G5 0 62 0 1 0学兔兔 标准下载6.3.7 测量盘的线性度自检6.3.7.1 测量盘的盘间过渡磁势漂移测量
20、完毕后,将各测量盘、偏差盘(特别是分数匝的前两盘)从头到尾转动几次后,示值都放在零位。Ix表量程放在10 0 0m A,调Ix=1A(最大电流为1 0 0mA的,则Ix表放在1 0 0mA量程并调Ix=1 0 0mA,下同)。自检时的电流通断开关(即测量状态下 的 换 向 开 关)置 于“断”,第j-1盘 置-1示 值Wj-1-1,j盘 置1 0示 值1 01Wji(j顺次为2,3,4,),记下AT表偏格数或调电桥调零(或检流计调零)旋钮将A T表调到零位,然后自检时的电流通断开关(即测量状态下的换向开关)置于“通”,记下1A电流下A T表偏格数。各盘都过渡完后再重复一次,两次偏格数的平均值对
21、应为j0和j,则其磁势差I(1 01Wji-Wj-1-1)=I Wj=(j-j0)CAT,A T表先调到零位时,j0=0。第一分数匝盘一定要在微调前先过渡一次,以便求出年变化。在向该盘过渡时,如通电前后A T表指示的变化7A且1 5A则应清洗第盘开关后再调整。如果两个以上的分数匝数测量盘有微调,则每盘调整后还要反复一、二次。调整后的数据作为该盘间过渡数据。把测量结果记录于附录A的表A.1中。按同样方法进行偏差盘的分数匝微调。使电桥恢复到检定准备状态。6.3.7.2 整数匝测量盘的盘内比较将读数/自校开关置于自校1,进行第盘的盘内比较:将第盘从零开始顺次转出每个示值直至最大,此时盘参考绕组与从-
22、1示值开始每步进的测量绕组反串(示值为零时-1示值绕组与参考绕组反串,即被检示值为-1,见图2),在每个被检示值下,分别读取电流通断开关置于“断”并且电流为1A(或最大电流,下同)时的AT表偏格数i0(或将它调到零位)和置于“通”并且电流为1A时的A T表偏格数i(i表示被检示值序号:-1,1,2,)。在盘转动过程中,要将电流通断开关置于“断”,以防止动作时的失衡磁势冲击A T表。再将读数/自校开关转到自校2和自校3,用和盘同样的方法对盘和盘进行盘内比较。、盘各1示值分别测量2次、各-1示值分别测量2次、4次、6次(如果检固定匝时不用后述的“反向串联法”,则都测2次即可)取平均值。被检与参考绕
23、组的磁势差I Wji=(ji-ji0)CAT,A T表调到零时ji0=0。把上述每盘测量结果分别记录于附录A的表A.2中。6.3.7.3 分数匝数测量盘的盘内比较不共用绕组的分数匝测量盘单独进行盘内比较,共用绕组的几个分数匝盘(如Q J 5 5型)只进行步进值最大盘的盘内比较。因为分流电阻的误差不影响盘内比较的结果,这几个盘的盘内比较结果是相等的。7J J G5 0 62 0 1 0学兔兔 标准下载分数匝盘没有单独的参考绕组,它是用下一盘1 0个示值之和作为“参考绕组”进行递增置换法检定的。但测量盘“+”示值的磁势是同一方向,为了维持初级磁势的标称值为零,必须让与测量盘反串的偏差盘与测量盘相等
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