JJG 484-2007 直流测温电桥.pdf
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1、中华人民共和国国家计量检定规程J J G4 8 42 0 0 7直 流 测 温 电 桥D.C.B r i d g e s f o rM e a s u r i n gT e m p e r a t u r e 2 0 0 7-0 8-0 2发布2 0 0 8-0 2-0 2实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布学兔兔 标准下载直流测温电桥检定规程V e r i f i c a t i o nR e g u l a t i o no fD.C.B r i d g e sf o rM e a s u r i n gT e m pe r a t u r eJ J G4 8 42
2、0 0 7代替J J G4 8 41 9 8 7 本规程经国家质量监督检验检疫总局2 0 0 7年8月2日批准,并自2 0 0 8年2月2日起施行。归口单位:全国电磁计量技术委员会 起草单位:河南省计量科学研究院 本规程委托全国电磁计量技术委员会负责解释J J G4 8 42 0 0 7学兔兔 标准下载 本规程主要起草人:刘文芳(河南省计量科学研究院)陈传岭(河南省计量科学研究院)参加起草人:赵 军(河南省计量科学研究院)王 卓(河南省计量科学研究院)杨明镜(河南省计量科学研究院)J J G4 8 42 0 0 7学兔兔 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
3、要求(3)5 通用技术要求(4)5.1 外观及标志(4)5.2 绝缘电阻(4)5.3 介电强度试验(4)5.4 测温电桥的环境要求(4)6 计量器具控制(5)6.1 检定条件(5)6.2 直流测温电桥的检定项目(6)6.3 检定方法(6)6.4 检定结果的处理(1 2)6.5 检定周期(1 2)附录A 元件法检定测温电桥的方法(1 3)附录B 用整体比较法检定测温电桥的另一种方法(1 7)附录C 直流测温电桥检定证书内页格式(2 0)J J G4 8 42 0 0 7学兔兔 标准下载直流测温电桥检定规程1 范围本规程适用于0.0 1级0.0 5级直流电阻型(史密斯)测温电桥(以下简称测温电桥)
4、的首次检定、后续检定和使用中检验。本规程不适用于数字测温电桥、直流比较仪测温电桥及其他特殊用途的测温电桥的检定。2 引用文献本规程引用下列文献:J J F1 0 5 91 9 9 9 测量不确定度评定与表示G B4 7 9 3.11 9 9 5 测量、控制和实验室用电气设备的安全要求使用本规程时,应注意使用上述引用文献的现行有效版本。3 概述测温电桥是配上标准铂电阻温度计精密测量温度的仪器。它直接测量标准铂电阻温度计的电阻值,经过换算得到精确的温度数值,从而达到测量温度的目的。测温电桥的工作原理线路图如图1所示。它是一种特殊结构的双臂电桥,指零仪的接点和电源的接点互换了位置,提高了线路的灵敏度
5、;有意识地在a臂上增加了一个R值,在b臂上减少了一个R值,使计算公式大大简化。图1 测温电桥的工作原理线路图 1J J G4 8 42 0 0 7学兔兔 标准下载公式推导如下:1量程时:测量端L1、L2 5、L3和L4、C2 5与C1 0 0短接,R=1 0,S=1 0 0 0,a=a+1 0,b=9 5 0+4 0=9 9 0;5量程时:测量端L1、L1 0 0、L3和L4,R=1 0+4 0=5 0,S=1 0 0 0,a=a+5 0,b=9 5 0。在1量程或5量程时,都应满足下列条件:a=Q+Rb=S-R下面以1量程为例化简,求测温电桥的平衡方程式。从图2中得到A=(a+L1)L 2a
6、+b+L1+L 2B=a L 2a+b+L1+L 2其中:L 2=L2+L2 5图2 被测电阻RX的接线图 根据单电桥的平衡原理(RX+A)S=(Q1+L3)(R+B)RX=Q1+L3SR+b L 2a+b+L1+L 2Q1+L3S-a+L1b经化简得:RX=RSQ1+RS(L3-L 2)+L 2Q1+S+L1+L 2R(L1+L 2-L3)S+(L3-L1)一般在实际使用中,四根引线都做成阻值相等且很小,即:L1,L2,L3,L4的阻值均为L。所以 RX=RSQ1+RS(L3-L 2)+RS(L 2)2Q1+S+L+L 2从第三项RS(L 2)2Q1+S+L+L 2的 数 值 来 看,R=1
7、 0,S=1 0 0 0,Q=(1 0 0 01 0 0 0 0),其数值约为11 0-61 0-7的数量级,可忽略。至于第二项RS(L3-L 2),虽然四根引线做成阻值相等,但由于铜导线总有些偏差,2J J G4 8 42 0 0 7学兔兔 标准下载对测量结果带来一定的影响。因此,在测量时采用铂电阻温度计引线交换来消除之。图3 引线交换后的接线图 A=(a+L4)L 3a+b+L4+L 3B=b L 3a+b+L4+L 3其中:L 3=L3+L2 5同理RX=RSQ2+RS(L2-L 3)最后可得RX=R(SQ1+Q2)2+12RS(L3-L 2+L2-L 3)即 RX=RS(Q-L2 5)
8、(1)式中:Q 铂电阻温度计引线交换时,测温电桥读数盘上获得二次读数的平均值;L2 5 在1量程时,测温电桥内部的引线电阻值。4 计量性能要求4.1 示值误差4.1.1 示值绝对误差测温电桥的示值误差允许极限应符合下式:El i m=c(1 0 0RNk+)X(2)式中:El i m 误差的允许极限值,;RN 基准值,;注:基准值 为了规定测温电桥的准确度供各有效量程参比的一个单值。除非制造单位另有规定,一个给定的有效量程的基准值即为该量程内最大的1 0的整数幂。X 测量盘示值,;c 准确度等级;k 1 0 0(除非制造单位规定更高的值)。4.1.2 示值相对误差测温电桥的示值相对误差公式为:
9、3J J G4 8 42 0 0 7学兔兔 标准下载l i m(=1+RN)k Xc%(3)4.2 内附引线转换开关的测温电桥,L2 5、L1 0 0的引线电阻应不大于0.0 2;无内附引线转换开关的测温电桥,L2 5、L1 0 0的引线电阻应不大于0.0 0 2。4.3 测温电桥的年变化应小于允许误差限的1/2。5 通用技术要求5.1 外观及标志测温电桥的铭牌或外壳上应有产品名称、型号、出厂编号、生产厂名(或商标)、有效量程及试验电压、准确度等级等主要标志;所有端钮应标出功能、极性;测温电桥上应有封印位置。5.2 绝缘电阻5.2.1 在被检测温电桥总有效量程内,当测温电桥平衡时,测温电桥上的
10、任意一个端钮(除非制造厂规定该端钮不允许接地)与外壳(外壳必须接地,若测温电桥的外壳是绝缘材料,则应将测温电桥放在金属板上,金属板再接地)连接时,由于绝缘不佳引起的泄漏误差应不大于被检测温电桥示值误差允许极限的1/2 0。5.2.2 测温电桥的线路和与线路无电气连接的任意导电部件之间的绝缘电阻值应不小于1 0 0 M。5.3 介电强度试验在规定的环境条件下,所有连接在一起的测量线路与测试用的参考接地之间,应能承受频率为(4 5 6 5)H z、电压为5 0 0 V(带有控温装置的测温电桥,电源端与参考接地之间的试验电压应为1 5 0 0 V)的实际正弦交流电压历时1 m i n的试验,无击穿与
11、飞弧现象。工频耐压试验中的参考接地端,应包括所有与线路无电气连接的外露导电部件;若测温电桥绝缘外壳上没有导电部件,则用一覆盖整个被检测温电桥的金属箔片(金属箔与接线端钮之间应留有2 0 mm间隙),作为参考接地端。5.4 测温电桥的环境要求测温电桥的准确度等级、检定条件和使用条件见表1。表1 测温电桥的检定条件和使用条件准确度等级(c)检定条件使用条件温度/相对湿度/(%RH)温度/相对湿度/(%RH)0.0 10.0 20.0 52 00.54 06 02 052 57 5 当测温电桥由检定条件变化到使用条件,由温度引起的允许变差为1.0c%;由湿度引起的允许变差为0.2c%。注:允许变差
12、当测温电桥由检定条件变化到使用条件,其上限或下限所引起的变量以准确度等级的百分数表示。4J J G4 8 42 0 0 7学兔兔 标准下载6 计量器具控制计量器具控制包括:首次检定、后续检定、使用中检验。6.1 检定条件6.1.1 检定环境条件6.1.1.1 检定测温电桥时,周围环境条件应在表1所规定的检定条件下进行。6.1.1.2 对带有自动控温装置的测温电桥,其温度的控制应按制造厂的规定进行。6.1.1.3 测温电桥的绝缘电阻检定和介电强度试验应在下列环境条件下进行:温度:(1 53 5);相对湿度:(4 57 5)%RH;6.1.2 检定装置6.1.2.1 检定测温电桥时,由标准器、检定
13、辅助设备及环境条件等所引起的测量扩展不确定度应不超过测温电桥示值误差允许极限的1/5。6.1.2.2 整体比较法检定测温电桥时,通常采用直流比较仪式电位差计或标准电阻箱作为标准器。使用的标准电阻箱其稳定度小于11 0-5、最小步进值小于0.0 1;用作定度的标准电阻其标称值为1 0 0、年稳定度小于61 0-6。6.1.2.3 元件法检定测温电桥时,桥臂电阻的允许误差限、测量误差、标准电阻的年稳定度见表2。6.1.2.4 按元件检定时,测量仪器的误差应不超过被检测温电桥的电阻元件允许误差限的1/1 5。表2 元件法检定测温电桥时,桥臂电阻的允许误差限、测量误差、标准电阻的年稳定度准确度等级0.
14、0 1准确度等级0.0 1量程变换器R或S测量盘Q允许误差限2.51 0-551 0-551 0-521 0-411 0-311 0-211 0-131 0-1测量误差51 0-611 0-511 0-541 0-521 0-411 0-311 0-231 0-2标准电阻年稳定度31 0-661 0-661 0-621 0-5准确度等级0.0 2允许误差限51 0-511 0-411 0-451 0-411 0-311 0-211 0-1测量误差11 0-521 0-521 0-511 0-421 0-411 0-311 0-2标准电阻年稳定度61 0-611 0-511 0-551 0-55
15、J J G4 8 42 0 0 7学兔兔 标准下载表2(续)准确度等级0.0 1准确度等级0.0 1量程变换器R或S测量盘Q允许误差限1.51 0-421 0-421 0-411 0-311 0-211 0-1测量误差31 0-541 0-541 0-521 0-411 0-311 0-2标准电阻年稳定度21 0-521 0-521 0-5 注:(a)对于表2中“允许误差限”大于或等于0.1%的测量盘电阻,可用0.0 2级的直流电桥直接测量;(b)表2中规定的“允许误差限”是按元件检定时,推荐的对各电阻元件的误差分配方法,允许采用其他的误差分配方法。6.1.2.5 检定装置中,指零仪灵敏度不够
16、引起的误差应不超过电阻元件允许误差限的1/1 5。6.1.2.6 检定装置中的开关热电势变差、接触电阻变差及绝缘不佳等原因所引起的误差,分别应不超过电阻元件允许误差限的1/2 0。6.1.3 绝缘电阻测量仪的直流电压为(5 0 05 0)V。6.1.4 对介电强度试验的高压试验台的要求。电源频率为(4 56 5)H z;有足够的输出功率;试验电压误差小于5%;输出电压应能连续调节。绝缘击穿时继电器动作电流为5 mA(指高压侧的输出电流)。6.1.5 检定时,流过标准器和被检测温电桥各桥臂的电流均不应超过规定值。6.2 直流测温电桥的检定项目参见表3。表3 检定项目表检定项目首次检定后续检定使用
17、中检验外观及线路检查+绝缘电阻+介电强度试验+-*-示值误差+注:“+”表示检定,“-”表示可以不检定,“-*”表示修理后需检定。6.3 检定方法被检测温电桥应在第5.4条规定的环境条件下稳定2 4 h后,才能开始检定。6.3.1 外观及线路检查6J J G4 8 42 0 0 7学兔兔 标准下载6.3.1.1 用目测的方法检查测温电桥的外观、铭牌等,应符合第5.1条规定。6.3.1.2 测温电桥的外露部件、开关、电刷的接触状况均应良好。6.3.1.3 用电阻表或万用表检查测温电桥的内部线路,如发现短路、断路等情况,应修复后再进行检定。6.3.2 绝缘电阻的检定6.3.2.1 整体绝缘性能试验
18、如图4,将被检测温电桥的“接地端”接地,测量端接总有效量程中测量上限的电阻值。接通电源,调节测量盘使测温电桥平衡。指零仪灵敏度应不低于每格1 0c RX,然后将接地端的另一引出线分别接到被检测温电桥的各接线端钮,观察指零仪的偏转。折算成误差。凡符合第5.2条要求的,则认为该测温电桥绝缘电阻整体性能试验合格。试验时必须消除被测电阻、电源、指零仪对地绝缘不好带来的影响。图4 整体绝缘性能试验接线图 6.3.2.2 绝缘电阻的测量将测温电桥的各端钮用裸铜线连接后接到绝缘电阻测量仪的一端,而将与线路无电气连接的导电部件接到绝缘电阻测量仪的另一端,测量其绝缘电阻值。绝缘电阻测量仪的读数应在施加电压后(1
19、2)m i n之内读数。6.3.3 介电强度试验按6.1.4的要求选取耐压试验仪。将测温电桥的各端钮用裸铜线连接后接到高压试验台的一端,而将测试用的参考接地端接到高压试验台的另一端。试验电压平稳上升至第5.3条规定的试验电压,历时1 m i n后应无击穿或无飞弧现象。(带有控温装置的测温电桥,还应在电源端与参考接地之间施加1 5 0 0 V试验电压,历时1 m i n后应无击穿或无飞弧现象。)然后将电压平稳地降至零。完成绝缘电阻和介电强度试验后,将被检测温电桥再放在表1所规定的检定条件下,至少稳定2 h,再进行示值误差的检定。6.3.4 示值误差的检定6.3.4.1 直流比较仪式电位差计检定直
20、流测温电桥示值误差的接线方法如图5。7J J G4 8 42 0 0 7学兔兔 标准下载图5 直流比较仪式电位差计检定直流测温电桥示值误差的接线图 RN1、RN2一等标准电阻;R标准电阻箱,测量Q、a臂时作替代用;RS标准电阻箱,作为分流电阻。当被测回路的工作电流为1 mA时,取RS=2 0 0;当被测回路的工作电流为0.1 mA时,取RS=6 0;UX i被测各桥臂电阻的电位端,参见图1;C1 0 0、L3测量图1中各桥臂电阻r5 0、r1 0、R1 0、R5 0、S、Q的电流端;F K 4低热电势油浸开关,作为“标准”与“未知”的转换。注:a.由于测温电桥在实际使用中,需引入更正值后计算所
21、测得的电阻值。根据标准铂电阻温度计检定规程的要求,配用一等(或二等)标准电阻温度计的测温电桥,只有其相对误差不超过21 0-5(或51 0-5)时,才能精密计量温度,为此对该测温电桥的各桥臂电阻的检定总不确定度要比同等级的一般直流电桥小。b.可利用比较仪内的恒流源同时供给被检回路的工作电流,即将恒流源的输出端“+3”、“-6”分别接到测温电桥的“C1 0 0”和“L3”端。分流电阻值可依被测回路的工作电流大小而定。c.由于采用了直流比较仪电位差计作标准器,故测量Q臂各盘的电阻时,无需都与同标称值的标准电阻相比较。d.用电位差计测量电阻的方法,要求被测回路的工作电流保持不变,而测量Q臂时,被测回
22、路的总电阻随Q臂变化而变化,为保持被测回路总电阻不变,图5中用电阻箱R进行补偿,即每当Q臂电阻增加1 0 0 0 时,电阻箱R的值就减少1 0 0 0。6.3.4.1.1 测R1 0、r1 0:用标称值为1 0 的一等标准电阻作标准,电流由“C1 0 0”进,“L3”出;R1 0的电压由正端“L左2 5”、负端“G左2”取;r1 0的电压由正端“C右2 5”、负端“B右”取;流过被测回路的工作电流约为1 mA(RS=2 0 0,R约为6 7 4 0),用比较仪“0.1”量程测量,其第测量盘置“1”。6.3.4.1.2 测R5 0、r5 0:电 流端 不 变,R5 0的电 压 由 正 端“L左1
23、 0 0”、负 端“G左2”取;r5 0的电压由正端“C右1 0 0”、负端“B右”取;用比较仪“0.1”量程测量,第测量盘置“5”。6.3.4.1.3 测S、b+R1 0:电流端不变,S的电压由正端“G左2”、负端“A左”取;b+R1 0的电压由正端“B右”、负端“G左2”取;用标称值为1 0 0 0 的一等标准电阻作标准,用比较仪“1”量程测量,其第测量盘置“1 0”。6.3.4.1.4 测Q:先测第盘,电流端不变,电压由正端“A左”、负端“L3”取;以S为参考标准,用比较仪“1”量程测量,先测量Q的起始电阻,然后再测量Q第8J J G4 8 42 0 0 7学兔兔 标准下载盘各点的电阻值
24、(注意Q变化时,要用电阻箱R进行补偿)。将测得的各点电阻读数值减去起始电阻值,得到第盘各点的电阻值。用同样的方法测量第盘各点的电阻值。再测量第盘,此时流过被测回路的工作电流约为0.1 mA(RS=6 0,R约为2 6 7 4 0),用同样方法测量第盘各点的电阻值。注:在测量Q第、盘时,隔几点复校一次S,为消除由电阻箱R未能完全补偿引起的电流变化而产生误差。测量第、盘时,不必多次复校S,因不完全补偿引起的电流变化较小,而对其测量准确度的要求也依次降低了一个数量级。测量第、盘时,可不用电阻箱R作补偿,因被测回路总阻值为1 0 k,而改变第、盘时对总阻的影响不到11 0-5,故可忽略。6.3.4.1
25、.5 测a:电流从“L1”进、“A左”出,电压由正端“L1”、负端“C右1 0 0”取,测量方法与测Q相同。6.3.4.1.6 测引线电阻L2 5、L1 0 0:引线转换开关放在L2 5正向位置上,电流从“L2 5”进、“A左”出,电压由正端“L2 5”、负端“L左2 5”取,工作电流约为1 mA,用比较仪“1”量程直接测得L2 5值。引线转换开关放在L1 0 0正向位置上,电流从“L1 0 0”进、“A左”出,电压由正端“L1 0 0”、负端“L左1 0 0”取,工作电流约为1 mA,用比较仪“1”量程直接测得L1 0 0值。由下式得出被测电阻:1量程:RX=R1 0S(Q-L2 5)5量程
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