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福禄克55XX系列校准器使用功能

时间:2018-05-18 10:35来源:未知 作者:admin 点击:
55XX系列校准器包括新型号 5080A,5502A,5522A,以及过去的旧型号的5502A和5522A。它们的主要功能有如下几项: 直流电压 (0~1020) V 交流电压 1.0 mV~1020 V (1Hz~1MHz) 直流电流 (0~20.5) A 交流电流

55XX系列校准器包括新型号 5080A,5502A,5522A,以及过去的旧型号的5502A和5522A。它们的主要功能有如下几项:

· 直流电压 ±(0~1020) V

· 交流电压 1.0 mV~1020 V (1Hz~1MHz)

· 直流电流 ±(0~20.5) A

· 交流电流 29 mA~20.5 A, (1Hz~1MHz)

· 电阻 0 W~1100 MW

以往,很多实验室校准这些多产品校准器的方法,就是使用8508A八位半高精度数字多用表直接测量。 一台8508A真的就能够完成55XX系列校准器的校准吗?我们必须对不同的型号做具体的分析。在5500A、5502A、5520A、5522A的维护手册中,对这些仪器的校准要求和校准方法作了详细说明。尤其是提出了各个功能的校准调整点。只有保证这些校准调整点的准确度,才能保证仪器各个功能全范围的性能。当检查仪器性能时,应该尽量包含这些校准调整点。如果发现校准器准确度下降,必须通过调整这些点来恢复仪器的准确度。这里,我们以准确度指标较低的5502A为例,按照5502A说明书建议的各个校准调整点,实际计算每个校准点的测量不确定度,分析用什么样的标准设备可以校准5502A。我们会发现,有很多功能,尤其是电流测量功能,8508A并不能满足校准多产品校准器的准确度要求。

1. 直流电压校准

根据5502A维护说明书,5502A直流电压除零点外,设有八个校准调整点。在各校准调整点上,我们计算出5502A的总不确定度,8508A的直流电压测量功能的总不确定度,计算结果列于表1中。从表1可以看出,8508A直流电压的性能非常优异,在所有5502A直流电压校准调整点上,5502A直流电压的总不确定度与8508A总不确定度的比率TUR都大于7,可以满足校准的基本要求。因此,可以用8508A的直流电压测量功能直接校准5502A的直流电压输出功能。

校准之前,应该先做好校准的准备工作。首先,所有仪器都应该开机后预热至足够的时间。然后,8508A和5502A都要做仪器校零,清除零点偏移对测量结果的影响。接着,就可以进行各个测试点的校准工作了。当5502A输出 3V 以下的小电压时,应该使用低热电势测试导线,消除导线中热电势对测量结果引起的测量误差,保证测量准确度。

虽然5520A和5522A的直流电压输出的不确定度比5502A要好很多,在国内一般常校准的0.1V, 1V, 10V, 100V和1000V测试点,它和8508A的校准不确定度比率TUR仍然都大于3。但是,在生产厂家规定的校准调整点:3V, -3V和 30V的TUR仅为 2.2,2.7,2.7,这些测试点与8508A的直流电压量程不匹配,是用8508A的20V量程或,200V量程测量的,测量值仅为量程的 15%,使得8508A测量不确定度大大增加。如果需要调整这些点,需要用分压器将测量值变换为在满量程处测量,就可以解决此问题。也可以应用校准边界保证(Guardbanding)技术,更严格地控制校准器的偏移,来满足校准的要求。

2.电阻功能校准

5502A校准器可以输出连续可调电阻0-1100MΩ。根据5502A说明书,5502A交流电压设有16个校准调整点。可以用8508A直接校准5502A的各个校准调整点,可以满足在各个校准调整点上测量不确定度的要求,校准不确定度比率都大于5。可以用8508A电阻功能直接校准,满足测量不确定度的要求。表2列出了5502A的各电阻校准调整点的在校准110 kW,1.1 MW,11 MW,110 MW 四个校准点时,需要设置8508A的测量电流为LoI低电流模式,才能适合5502A电阻的工作电流范围。在低电流模式时,8508A的测量不确定度会稍微增加,但是,校准不确定度比率仍然都大于4满足测量不确定度的要求。

一般测量100kΩ以下的小电阻时,应该尽量使用四线电阻的测量方法进行校准。这是由于两线电阻测量时,测试引线电阻和接触电阻会带来附加误差,对于小电阻测量时,往往响较大。采用四线电阻测量方式,将电流激励回路和测量电阻上的电压降测量回路分开,测量到的电压不受电流回路中电阻电压降的影响,为真正的被测电阻两端电压,消除了测试引线及接触电阻带来的测量误差。在高阻校准时,应使用屏蔽线,降低干扰,减少环境因素对测量读数的影响。

校准时,应注意使用8508A的常规电阻测量功能,不要使用HiVΩ高压电阻模式,在这种模式,测量电阻时的激励电流是常规电阻测量模式的10倍,由此可能产生最高达240V的顺从电压,可能会对55xxA系列校准器电阻功能造成损坏。

另外,校准5502A的电阻功能时,最好根据测试点数值使用8508A电阻测量功能的手动量程,避免设置在自动量程时,测量仪表在寻找合适量程的同时,校准器也在寻找合适的工作电流,使得两台仪器不能尽快选择到合适的量程和合适的电流范围,而不能正常测量,长时间得不到正确的测量结果。

在校准5520A和5522A电阻功能时,在 36 MΩ,110MΩ两个校准测试点,不确定度为1.7 和 2.7。不能满足校准要求。可以应用校准边界保证(Guardbanding),在校准调整时,更严格地控制校准器的偏移,来满足校准的要求。

3. 交流电压校准

根据5502A说明书,5502A交流电压设有13个校准调整点。在各个校准调整点上,我们计算出5502A的总不确定度,8508A的交流电压测量功能的总不确定度,计算结果列于表3中。从表3中,可以看出,8508A交流电压的性能在多数点上不能满足。

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