Для калибровки напряжения AC / DC, постоянного и переменного тока и сопротивления 5500A, 5502A, 5520A, 5522A и других моделей, пять основных функций, стандартное оборудование должно соответствовать требованиям коэффициента неопределенности калибровки, т.е. инструмент Отношение неопределенности к неопределенности калибровочного стандарта составляет не менее 4: 1 или 3: 1.
В этой статье обсуждаются требования к неопределенности измерений этих пяти калибровок и анализируется неопределенность калибровки и коэффициент неопределенности при использовании различного стандартного оборудования. Анализ показывает, что для завершения калибровки этих пяти функций требуется высокая точность 8508А. Цифровой мультиметр, прецизионный шунт A40B, стандарт измерения напряжения переменного тока 5790A или другие аналогичные стандартные инструменты, калибровка Технология защиты или использование других измерительных приборов также требуется в нескольких точках калибровки напряжения постоянного тока и сопротивления.
I. Введение
В обычной низкотемпературной калибровочной лаборатории постоянного тока широко используются калибраторы с несколькими продуктами. Среди них наиболее широко используемые калибраторы серии Fluke серии 55xx. Метрологический персонал использует их для определения различных типов калибраторов. метр , такие как цифровые мультиметры, измерители мощности, омметры, счетчики расходомера, регистраторы, измерители зажима, осциллографы, термоинструменты и т. д. Использование одного калибратора может занимать большую часть небольшой калибровочной лаборатории. Калибровочная нагрузка Для обеспечения прослеживаемости значения и обеспечения качества калибровки сами калибраторы также должны регулярно откалибровать трассируемость. Эти калибраторы имеют множество функций, широкий диапазон, мощные возможности привода и высокие требования к прослеживаемости калибровки. Каким образом можно откалибровать? Эти калибраторы обеспечивают надежную прослеживаемость, что является очень техническим заданием. В настоящее время в некоторых калибровочных лабораториях в Китае есть некоторые проблемы при калибровке этих калибраторов. Иногда их калибровочная неопределенность Он не отвечает техническим требованиям. В этом документе анализируются эти проблемы и предлагаются решения.
Во-вторых, есть проблемы
При калибровке прибора существует основное требование, чтобы неопределенность калибруемого инструмента была намного больше, чем неопределенность калибровочного стандарта. Отношение между ними называется коэффициентом неопределенности TUR. Общие требования TUR не менее 4: 1 Или 3: 1. Когда выполняются требования, может быть выполнена калибровка или проверка. Если требования не выполняются, можно выполнить сравнение между инструментами.
ISO 17025 явно требует результатов калибровки для сообщения об неопределенности измерения (калибровки). Калибровочные лаборатории или испытательные лаборатории должны иметь и использовать фиксированные процедуры для оценки неопределенности измерений при выполнении всех калибровочных измерений. Китайский комитет по аккредитации национальных лабораторий CNAS -CL07: 2011 «Требования к неопределенности измерений» требует эффективной реализации стандарта ISO 17025. Неопределенность калибровки сообщается от точки к точке результатов калибровки. Неопределенность отчета заключается в том, чтобы объяснить калибровочную способность лаборатории в каждой работе по калибровке. Соблюдать требования, чтобы обеспечить качество калибровки.
Калибраторы серии Fluke 55XX, включая 5500A, 5502A, 5520A, 5522A и другие мультикалибраторы, имеют около 2000 единиц в Китае, обслуживающих все уровни измерительных и калибровочных лабораторий и исследовательских институтов. Для самих калибраторов нескольких продуктов Прослеживаемость всегда была сложной проблемой. Поскольку наша страна еще не выдала процедуры калибровки или спецификации калибровки для этих калибраторов, калибровочные лаборатории в Китае используют различные стандартные инструменты при калибровке этих калибраторов. Уровень калибровки также сильно отличается.
Например, следующая часть является сертификатом калибровки для калибровочной лабораторной калибровки 5502A:
Стандартное название: высокоточное напряжение, ток, стандартное устройство измерения сопротивления
Извлечение содержимого сертификата может быть видно из вышеизложенного, это «точность напряжения, тока, измерение сопротивления означает стандарт» на самом деле является цифровой вольтметр Fluke 8508A с высокой точностью. Расширенную неопределенность списков 8508A года общая неопределенность, Уровень достоверности составляет 95%. Однако в этом сертификате калибровки каждая функция измерения дает только расширенную неопределенность одной контрольной точки, что также является оптимальной неопределенностью функции измерения. Пользователь не может знать этот стандарт измерения. В других неопределенных точках измерения невозможно определить, удовлетворяются ли требования коэффициента неопределенности во всех других контрольных точках. Можно сказать, что этот метод определения неопределенности калибровки не соответствует национальным правилам и не отвечает требованиям пользователей. Правильный метод отчетности должен полностью соответствовать соответствующим правилам и сообщать о неопределенности калибровки по контрольным точкам.
В настоящее время Китай Институт метрологии и других национальных органов по стандартизации начал с учета в калибровочной точки калибровки сертификат неопределенности доклада, и эта работа была проведена в течение нескольких лет. В будущем национальные требования к всей деятельности измерений более жесткими, стандартное устройство Требования к классам будут более высокими и более строгими.
В-третьих, калибровка калибратора серии 55XX
Калибраторы серии 55XX включают в себя новые модели 5080A, 5502A, 5522A и прошлые более старые модели 5502A и 5522A. Их основными функциями являются:
· Постоянное напряжение ± (0 ~ 1020) В
· Переменное напряжение 1,0 мВ ~ 1020 В (1 Гц ~ 1 МГц)
Ток постоянного тока ± (0 ~ 20,5) A
· Ток переменного тока 29 мА ~ 20,5 А, (1 Гц ~ 1 МГц)
· Сопротивление 0 Вт ~ 1100 МВт
В прошлом многие лаборатории откалибрировали эти многоканальные калибраторы, используя восьмипозиционный полуточность DMM 8508A для прямого измерения. Может ли 8508A действительно выполнить калибровку калибраторов серии 55XX? У нас должны быть разные модели. В руководстве по техническому обслуживанию 5500A, 5502A, 5520A, 5522A описаны требования к калибровке и методы калибровки этих приборов. В частности, предлагаются калибровочные точки регулировки для каждой функции. Гарантируются только те точки калибровки. Точность может обеспечить только полный диапазон характеристик различных функций прибора. При проверке производительности прибора эти калибровочные точки должны быть включены как можно больше. Если точность калибратора будет уменьшена, точность прибора должна быть восстановлена путем регулировки этих точек. В качестве примера возьмем 5502A с показателем меньшей точности. В соответствии с различными точками калибровки, предложенными в спецификации 5502A, фактически рассчитывается погрешность измерения каждой точки калибровки. Какое стандартное оборудование может быть использовано для анализа 5502A, можно откалибровать. Мы обнаружим, что есть много Функциональность, особенно текущая функция измерения, 8508A не соответствует требованиям точности для калибровки многопродуктовых калибраторов.
1. Калибровка постоянного напряжения
В соответствии с Руководством по техническому обслуживанию 5502A, напряжение постоянного тока 5502A делится на ноль, имеется восемь точек настройки калибровки. В каждой точке калибровки мы вычисляем общую неопределенность 5502A, общую неопределенность функции измерения напряжения постоянного тока 8508A, расчет Результаты показаны в таблице 1. Из таблицы 1 видно, что производительность постоянного напряжения 8508A очень хорошая. На всех точках калибровки напряжения постоянного тока 5502A общая неопределенность напряжения постоянного тока 5502A и отношение общей неопределенности 8508А являются одновременно Выше 7, основные требования к калибровке могут быть выполнены, поэтому выходная функция напряжения постоянного тока 5502А может быть непосредственно откалибрована с помощью функции измерения напряжения постоянного тока 8508А.
Перед калибровкой сначала необходимо выполнить калибровку. Прежде всего, все приборы должны быть разогреты до достаточного времени после запуска. Затем 8508A и 5502A должны выполнить нулевую калибровку прибора и очистить влияние нулевого смещения на результаты измерения. , Может выполнять калибровочные работы каждой контрольной точки. Когда 5502A экспортирует небольшое напряжение ниже 3 В, следует использовать испытательный провод с низким потенциалом термоэлектричества, исключая ошибку измерения, вызванную термоэлектрическим потенциалом провода, к результату измерения, гарантируя точность измерения.
Несмотря на то, что неопределенность выходного напряжения постоянного тока 5520A и 5522A намного лучше, чем у 5502A, на внутренних обычно откалиброванных тестовых точках 0,1 В, 1 В, 10 В, 100 В и 1000 В, и коэффициент неопределенности калибровки 8508А TUR по-прежнему превышает 3 Тем не менее, в указанных точках калибровки калибровки производителя: 3 В, -3 В и 30 В ТУР - всего 2,2, 2,7 и 2,7. Эти контрольные точки не соответствуют диапазону напряжения постоянного тока 8508А, который представляет собой диапазон 20 В диапазона 8508А или 200 В. Измеренное значение измеряется только на 15% от диапазона, так что неопределенность измерения 8508А значительно возрастает. Если вам нужно отрегулировать эти точки, вам нужно использовать делитель напряжения, чтобы преобразовать измеренное значение для измерения в полном масштабе, вы можете решить эту проблему. Метод Guardbanding может применяться для более строгого контроля смещения калибратора в соответствии с требованиями калибровки.
2. Калибровка функции сопротивления
5502A может выводить непрерывное регулируемое сопротивление 0-1100 МОм. Согласно спецификации 5502А, напряжение переменного тока 5502А имеет 16 калибровочных точек настройки. Вы можете использовать 8508A для непосредственной калибровки каждой калибровочной точки 5502А, которая может соответствовать измерению в каждой точке калибровки калибровки Степень требований к определенности, коэффициент неопределенности калибровки больше 5. Может быть непосредственно откалиброван с помощью функции сопротивления 8508А для удовлетворения требований к неопределенности измерений. В таблице 2 перечислены точки калибровки сопротивления калибровки для 5502А при калибровке 110 кВт, 1,1 МВт , 11 МВт, 110 МВт. Для четырех калибровочных точек измерительный ток 8508А должен быть установлен в режим низкого тока LoI, чтобы соответствовать диапазону рабочего тока 5502А. В режиме низкого тока неопределенность измерения 8508А немного возрастет, но Коэффициент неопределенности калибровки по-прежнему превышает 4, чтобы соответствовать требованиям неопределенности измерений.
Как правило, при измерении небольшого сопротивления ниже 100 кОм вам следует попытаться использовать метод измерения четырехпроводного сопротивления для калибровки. Это связано с дополнительной ошибкой, вызванной сопротивлением испытательного провода и контактным сопротивлением при измерении сопротивления двух проводников. При измерении небольшого сопротивления часто звенело. Увеличьте использование метода измерения четырехпроводного сопротивления, разделите контур падения напряжения на текущий контур возбуждения и измерительный резистор. На измеряемое напряжение не влияет падение напряжения в токовой петле. Это истинное напряжение на измеряемом сопротивлении. Устраняет ошибки измерения, вызванные измерительными проводами и контактным сопротивлением. При использовании высокоомной калибровки используйте экранированные провода для уменьшения помех и уменьшения воздействия факторов окружающей среды на показания измерений.
Во время калибровки следует проявлять осторожность, чтобы использовать обычную функцию измерения сопротивления 8508А. Не используйте режим высоковольтного сопротивления HiVΩ. В этом режиме ток возбуждения при измерении сопротивления в 10 раз больше, чем в обычном режиме измерения сопротивления, что может привести к соблюдению напряжений до 240 В. , Может повредить функцию резистора калибратора серии 55xxA.
Кроме того, при калибровке функции сопротивления 5502A лучше использовать ручной диапазон функции измерения сопротивления 8508А в соответствии со значением контрольной точки, чтобы избежать установки автоподстройки, измерительный прибор ищет соответствующий диапазон, а калибратор также ищет соответствующий рабочий ток. Эти два прибора не могут быть выбраны как можно скорее до соответствующего диапазона и соответствующего диапазона тока и не могут быть измерены в обычном режиме, и правильные результаты измерений не будут получены в течение длительного времени.
При калибровке функций сопротивления 5520A и 5522A две контрольные точки калибровки при 36 МОм и 110 МОм имеют неопределенность в 1,7 и 2,7. Требования к калибровке не могут быть выполнены. Может применяться калибровочная граница (Guardbanding). При калибровке, более строго Контролируйте смещение калибратора в соответствии с требованиями калибровки.
3. Калибровка напряжения переменного тока
В соответствии со спецификацией 5502A напряжение переменного тока 5502A имеет 13 калибровочных точек настройки. В каждой точке калибровки мы вычисляем общую неопределенность 5502A и общую неопределенность функции измерения переменного напряжения 8508A. Результаты показаны в таблице 3. В таблице 3 видно, что производительность переменного тока 8508А не может соответствовать требованиям к неопределенности измерений для калибровки переменного напряжения 5502А в большинстве точек. Например: выход 5502А 30 В, 100 Гц. Индикатор напряжения переменного тока: 0,032%, Годовой показатель 8508А составляет 0,013%, а коэффициент ТУР составляет всего 2,3, что не может удовлетворить требованию, чтобы коэффициент неопределенности был более чем в 3 раза.
Причина этой ситуации также связана с рассогласованием между двумя приборами. Точка регулировки калибровки переменного тока 5502A в основном состоит из 3, таких как: 30 мВ, 300 мВ, -3 В, -30 В, 300 В, а 8508А имеет диапазон 2 Мультипликации, такие как: 200 мВ, 2 В, 20 В, 200 В. При использовании калибровки в качестве контрольной точки можно использовать только 15% диапазона 8508А, что значительно увеличивает погрешность измерения 8508А.
Как решить эту проблему? Ответ заключается в том, что использование более точного 5790A. 5790A является высокоточным стандартом измерения напряжения переменного тока, имеет превосходную точность стандарта термоэлектрического переноса, а цифровой мультиметр прост в использовании. Характеристики - это стандартное оборудование, которое специально используется для калибровки различных калибраторов переменного тока. С помощью 5790A можно откалибровать не только 5502A и 5522A, но и калиброванные измерительные приборы с более высокой точностью, такие как 5700A и 5720A.
Здесь мы анализируем TUR при калибровке калибратора 5502A с несколькими продуктами с 5790 A. В точке настройки калибровки переменного напряжения 5502A мы рассчитали общую неопределенность 5502A, общую неопределенность функции измерения напряжения переменного тока 5790A, Результаты расчетов показаны в таблице 4. Из таблицы 4 видно, что за исключением контрольной точки 300 В 70 кГц коэффициент неопределенности равен 5.3. Коэффициент неопределенности всех других контрольных точек больше 13.
При калибровке напряжения переменного тока измерительные провода могут использовать обычные провода. Испытательные провода должны быть как можно короче. Особенно, если частота высокая, они должны быть как можно короче. Используйте экранированные провода, чтобы уменьшить затухание сигнала и избежать подбора сигналов помех.
При использовании 5790A для калибровки функций переменного напряжения 5520A и 5522A коэффициент неопределенности TUR превышает 3 во всех точках калибровки, которые могут соответствовать требованиям калибровки.
4. Калибровка текущей функции
Некоторым людям нравится использовать функцию измерения точного цифрового мультиметра с высокой точностью для калибровки текущей выходной функции общего калибратора. Однако точность измерения тока цифрового мультиметра может соответствовать точности Какова степень спроса? Ответ - нет. Цифровой мультиметр измеряет ток с помощью встроенного шунта. Когда измеряемый ток протекает через шунт, напряжение, пропорциональное значению шунта, генерируется через шунт, измеряя оба конца шунта. Ток может быть измерен напряжением. Когда ток большой, значительная мощность рассеивается в шунте. Если эффект рассеивания тепла шунта будет слабым, температура шунта будет увеличиваться, в результате чего значение шунтирующего резистора изменится. Ошибка будет очень большой: высокоточный цифровой мультиметр имеет ограниченный объем. Встроенный токовый дивертер, используемый в текущей измерительной функции, как правило, относительно невелик, а пространство в цифровом счетчике ограничено, рассеивание тепла недостаточно, а ошибка при большом токе велика. Можно сказать, что Цифровой мультиметр, который использует встроенный шунт, обычно имеет низкую точность измерения тока.
Если вы используете текущий диапазон DMM 8508A для калибровки текущей функции многопродуктового калибратора, вы обнаружите, что 8508A не соответствует текущему диапазону калибраторов 5502A, 5522A и 5502A и 5522A, которые имеют более высокую точность токового выхода. Хотя 8508A является лучшим в DMM, точность измерения по-прежнему не соответствует требованиям калибровки. Во многих точках калибровки коэффициент неопределенности меньше 3. Даже при текущей токовой функции 5502A 8508A сложно выполнить. 4 приведена неопределенность токового выхода 5502А, неопределенность измерения тока 8508А и их коэффициент неопределенности TUR. Можно видеть, что 8502A непосредственно откалибрует ток постоянного тока 5502A в каждой точке калибровки. В точке измерения, то есть во всех точках калибровки калибровки выше 30 мА коэффициент неопределенности меньше 2.
Решение для текущей прослеживаемости - использовать Fluke A40B. A40B - это новый тип высокопроизводительного стандартного шунта. Использование A40B с 8508A может значительно улучшить точность измерения тока. Используйте 8508A + A40B в качестве текущего стандарта измерения. Ток постоянного тока и ток переменного тока 5502A могут достичь удовлетворительных результатов. В каждой точке калибровки тока DC 5502A мы вычислили неопределенность 5502A, квадратный корень из неопределенности 8508A и неопределенность A40B. , И использовать это как общую неопределенность, результаты перечислены в таблице 5. Из таблицы 5 видно, что в соответствии с неопределенностью токового выхода 5502A каждой точки калибровки и общей неопределенностью 8508A + A40B расчетная неопределенность Коэффициент степени TUR не менее 5,3.
A40B с стандартом измерения напряжения переменного тока 5790A может обеспечить более высокую производительность, не только может калибровать ток 5502A, 5522A переменного тока, но также может быть откалиброван 5700A, 5720A и другой высокоточный измерительный прибор переменного тока AC. 5500A, 5502A, 5520A, 5522A Калибровка переменного тока В таблице 6 приведена неопределенность основной точки калибровки для тока AC 5502A, квадратного корня из неопределенности измерения A40B и переменного напряжения 5790A, и использует это как общую неопределенность. Градусы, результаты расчетов показаны в таблице 6. Можно видеть, что TUR, достигнутый калибровкой, очень хорош, а TUR всех калибровочных точек настройки составляет не менее 8,6.
Так как 5502A и 5520A, функциональный диапазон выходного напряжения AC / DC 5522A и технические характеристики являются точно такими же, анализ калибровочной функции AC / DC калибратора 5502A полностью применим к калибратору с несколькими продуктами 5520A, 5522A.
В-четвертых, вывод
Любая стандартная задача калибровки, которая удовлетворяет требованию неопределенности измерений, является самым основным требованием. Она характеризует качество этого измерения, а также представляет достоверность результата измерения. Может ли измерение быть выполнено при любой калибровке? Требование о степени достоверности является важным показателем для изучения возможностей калибровочной лаборатории. ISO 17025 имеет четкое требование для сообщения неопределенности измерений. Для проведения калибровочных работ для спецификации многопродуктовых калибраторов, таких как 5500A, 5502A, 5520A, 5522A и т. Д., Необходимо использовать Для выполнения этой задачи используются несколько калибраторов. В этой статье рассматриваются только калибровка напряжения переменного / постоянного тока, тока AC / DC и сопротивления многопродуктового калибратора. Для выполнения этих пяти функций требуется высокоточный цифровой мультиметр 8508A. , Прецизионный шунт A40B и стандарт измерения напряжения переменного тока 5790A, при постоянном напряжении и сопротивлении несколько точек калибровки калибровки, также требуется делитель напряжения постоянного тока или применять калибровку. Технология защиты от повреждений. Если вы хотите откалибровать частотную точность калибратора многопродукта Для калибровки температурной функции многопродуктового калибратора, стандартного термометра и подходящего Канавки или слив (чашки масла или чашка). То есть, будь то калибровки, должны соответствовать требованиям неопределенности.
