直流數(shù)字電流表是一種的直流電流測量用的數(shù)字儀表,在日常的生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。直流數(shù)字電壓表是直流數(shù)字電流表的主體,直流數(shù)字電流表是通過直流電流——電壓(I/V)變換器,將電流量轉(zhuǎn)換成電壓量再用直流數(shù)字電壓表進行數(shù)字化測量,顯示單位一般是A或mA。下面本文主要根據(jù)直流數(shù)字電流表檢定規(guī)程介紹其檢定相關(guān)內(nèi)容。
對于采用基本量程衡量一臺直流數(shù)字電流表性能好壞的關(guān)鍵量程,應(yīng)比較詳細(xì)地檢定。若考慮被檢表的線性誤差,應(yīng)均勻地選取誤差測試點。
非基本量程的測試點要考慮上下量程的連續(xù)性及對應(yīng)于基本量程的最大誤差點。
綜合考慮,基本量程一般選取5~10個檢定點,非基本量程取3~5個檢定點。正、負(fù)極性可分別選取相對應(yīng)的檢定點,也可以只檢定每個量程的負(fù)滿量程點。
式中:
Ix——被檢表的讀數(shù)值(顯示值);
Im——被檢表的滿量程值;
a——與讀數(shù)值有關(guān)的誤差系數(shù);
b——與滿量程值有關(guān)的誤差系數(shù)。
直流數(shù)字電流表的準(zhǔn)確度等級分為:0.001,0.002,0.005,0.01,0.02,0.05,0.1,0.2,0.5,1.0等十個等級。表1給出了直流數(shù)字電流表十個級別的等級指標(biāo)。直流數(shù)字電流表是多量程儀表,對于不同量程允許有不同的準(zhǔn)確度指標(biāo)。
表1:直流數(shù)字電流表的級別
圖1:直流標(biāo)準(zhǔn)電流源法校準(zhǔn)直流數(shù)字電流表
采用直流標(biāo)準(zhǔn)電流源法對直流數(shù)字電流表校準(zhǔn)如圖1所示。設(shè)直流標(biāo)準(zhǔn)電流源輸出的標(biāo)準(zhǔn)電流為IN,即實際值。被檢表的顯示讀書為Ix,則被檢表的絕對誤差為:
被檢表的相對誤差用百分?jǐn)?shù)表示為:
這種檢定方法簡便、速度快,適合于工廠大量地校驗直流數(shù)字電流表,其檢定誤差主要取決于直流標(biāo)準(zhǔn)電流源。
圖2:比較法校準(zhǔn)直流數(shù)字電流表
當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電流源的準(zhǔn)確度不能滿足要求,而電流穩(wěn)定度較高時,可作為一般穩(wěn)流源使用,配上標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電流表,用比較法進行檢定。比較法電路接法如圖2所示,即用一臺直流標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電流表(或具有電流功能的標(biāo)準(zhǔn)DMM)與被檢電流表串聯(lián)后接到直流電流源(穩(wěn)定度應(yīng)足夠高)的輸出端。設(shè)標(biāo)準(zhǔn)表的顯示值(實際值)為IN,被檢表顯示值為Ix,則被檢表的絕對誤差為:
同樣被檢表的相對誤差用百分?jǐn)?shù)表示為:
一般情況下,標(biāo)準(zhǔn)表的位數(shù)應(yīng)比被檢表多一位。當(dāng)兩者量程不一致時,可加上標(biāo)準(zhǔn)分流器。用這種方法,一定要保證標(biāo)準(zhǔn)表準(zhǔn)確可靠。為此,必須對標(biāo)準(zhǔn)表進行定期的檢定和校準(zhǔn)。
圖3:直流標(biāo)準(zhǔn)儀器法校準(zhǔn)直流數(shù)字電流表
原則上,利用標(biāo)準(zhǔn)電阻將電流量轉(zhuǎn)換成電壓量的任何測量方法都可以用于數(shù)字電流表的檢定。圖3給出了用標(biāo)準(zhǔn)電位差計和標(biāo)準(zhǔn)電阻檢定直流數(shù)字電流表的接線圖。
圖中RN為標(biāo)準(zhǔn)電阻,數(shù)字電流表或被測DMM的電流功能檔的輸入高端與標(biāo)準(zhǔn)電阻串聯(lián),并用標(biāo)準(zhǔn)電位差計測量標(biāo)準(zhǔn)電阻電位端鈕間的電壓。電位差計指示值與標(biāo)準(zhǔn)電阻值之比即為被檢表的電流實際值。
設(shè)測得標(biāo)準(zhǔn)電阻兩端電壓實際值為UN,標(biāo)準(zhǔn)電阻實際值為RN,被檢表顯示值為IX,則回路電流實際值為:
被檢表的絕對誤差為:
同樣被檢表的相對誤差用百分?jǐn)?shù)表示為:
采用這種檢定方法時,不僅標(biāo)準(zhǔn)電阻RN的誤差符合要求,還應(yīng)注意選取適當(dāng)?shù)淖柚?,使其通過的電流不超過其額定工作電流,而又可以獲得能進行準(zhǔn)確測量的電壓數(shù)值。既要求考慮在RN上的壓降不高于所用電位差計的測量上限,又應(yīng)保證電位差計第一個十進盤有大于零的示值。
圖4:標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電壓表法校準(zhǔn)直流數(shù)字電流表
當(dāng)有一個誤差小于被檢直流數(shù)字電流表允許1/3~1/5的標(biāo)準(zhǔn)直流數(shù)字電壓表,用它代替標(biāo)準(zhǔn)電位差計可以迅速方便地檢定直流數(shù)字電流表,接線如圖4所示。
這種檢定方法,同樣要注意標(biāo)準(zhǔn)電阻的取值。根據(jù)被檢直流數(shù)字電流表所選取的檢定點,既保證回路電流要盡量小于額定電流,又要考慮標(biāo)準(zhǔn)直流數(shù)字電壓表的讀書盡量接近其滿量程值。同時,由于直流數(shù)字電壓表輸入電阻不是足夠高而引起的附加誤差應(yīng)小于運行誤差的1/5以下。為滿足對RN的要求,需要用一組過渡電阻或標(biāo)準(zhǔn)十進電阻值,必要時要放在恒溫油槽中進行控溫。用分流器附件擴展量程到10A(或20A)的直流數(shù)字電流表,其附件也應(yīng)一起進行檢定。
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