直流電阻箱誤差對(duì)檢定二次儀表的影響

詹喻威，李瑞泉

(中航工業(yè)北京航空材料研究院計(jì)量中心，北京100095)

1 問(wèn)題的提出

直流電阻箱作為溫度二次儀表的檢定標(biāo)準(zhǔn)，主要用于檢定輸入類型為Pt100的溫度二次儀表，用電阻箱模擬熱電阻，并作為被檢表的輸入值，根據(jù)二次儀表的顯示值與標(biāo)準(zhǔn)值的差來(lái)判定被檢表是否合格［1］，根據(jù)JJG 617-1996《數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的檢定規(guī)程》對(duì)檢定標(biāo)準(zhǔn)器的要求，直流電阻箱要求誤差小于被檢儀表允差的0.2倍。

通常認(rèn)為直流電阻箱作為二次儀表的檢定標(biāo)準(zhǔn)，只要檢定合格，就能滿足檢定二次儀表的要求;如果電阻箱檢定不合格，就不能用于檢定二次儀表。實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，情況并非如此。

直流電阻箱能否作為二次儀表的檢定標(biāo)準(zhǔn)，并不在于其是否檢定合格。如果檢定合格，但誤差大于JJG 617-1996檢定規(guī)程要求，也不能用作檢定標(biāo)準(zhǔn)使用;相反，即使檢定不合格，其誤差小于規(guī)程要求，經(jīng)評(píng)估后仍可使用。本文就直流電阻箱與二次儀表之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系進(jìn)行討論，并就其能否作為二次儀表檢定標(biāo)準(zhǔn)給出了評(píng)估方法。

2 分析與討論

以ZX25a型直流電阻箱為例進(jìn)行討論。該型電阻箱為0.02級(jí)，因其具有接觸電阻小、壽命長(zhǎng)、精度高和穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，是檢定二次儀表首選標(biāo)準(zhǔn)，該表阻值調(diào)整范圍:0.01～11111.10 Ω［3］，各盤(pán)的精度等級(jí)如表1所示。

表1 電阻箱各盤(pán)的精度等級(jí)

電阻箱某盤(pán)某檔的最大允許誤差=測(cè)量盤(pán)×檔位數(shù)×精度等級(jí)，由此公式可得，×100盤(pán)3檔的允許誤差為0.06 Ω。作為二次儀表的檢定標(biāo)準(zhǔn)，其誤差應(yīng)小于0.05 Ω。如果×100盤(pán)3檔的誤差恰在兩者之間，即0.05 Ω≤×100盤(pán)3檔誤差≤0.06 Ω，則電阻箱在該檔合格，并且當(dāng)電阻箱在其他檔位都合格的話，該電阻箱可判為合格。在這種情況下，由于其誤差不小于0.05 Ω，因此檢定合格的電阻箱將不能作為二次儀表的檢定標(biāo)準(zhǔn)。

相反，檢定不合格的電阻箱有時(shí)也能滿足作為二次儀表檢定標(biāo)準(zhǔn)的要求，以ZX25a型電阻箱某次檢定不合格的情況做分析。檢定數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 電阻箱盤(pán)的檢定數(shù)據(jù) Ω

根據(jù)以上數(shù)據(jù)并對(duì)比各盤(pán)的允許誤差范圍，可得出表3的結(jié)論，該電阻箱在×0.01盤(pán)各檔示值誤差均超出允許誤差范圍，判為檢定不合格，因此該電阻箱不能用于電阻測(cè)量［4］，但由下文評(píng)估方法可以看到，電阻箱仍可以作為二次儀表的檢定標(biāo)準(zhǔn)。

表3 電阻箱末盤(pán)檢定結(jié)果 Ω

3 評(píng)估方法

利用表2給出的檢定數(shù)據(jù)，可對(duì)直流電阻箱能否作為二次儀表的檢定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估，本文給出了兩種評(píng)估方法。

3.1 最小分辨力評(píng)估法

依據(jù)JJG 617-1996檢定規(guī)程的要求，電阻箱的誤差小于被檢儀表最大允許誤差的0.2倍。因最小分辨力必定遠(yuǎn)小于最大允許誤差，如果測(cè)量誤差小于最小分辨力的0.2倍，則該誤差小于被檢表最大允許誤差的0.2倍，滿足使用要求。所以根據(jù)檢定數(shù)據(jù)，確定測(cè)量盤(pán)引入的誤差小于最小分辨力的0.2倍，就可以判斷該電阻箱符合檢定二次儀表的要求，可作為檢定標(biāo)準(zhǔn)使用;反之，該方法失效。

一般而言，對(duì)于精度較高的二次儀表，其最小分辨力為0.1℃，0.1℃ ×0.2=0.02℃，換算成電阻，1℃相當(dāng)于 0.35 Ω，因此 0.02℃ ×0.35 Ω/℃ =0.007 Ω，因此，如果電阻箱最小盤(pán)的誤差在±0.007 Ω范圍內(nèi)，就滿足該要求。

根據(jù)檢定數(shù)據(jù):×0.01盤(pán)最大誤差為0.0089 Ω，大于0.007 Ω的要求，因此用最小分辨力方法尚不能確定該電阻箱能否作為二次儀表的檢定標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 最大允差評(píng)估法

上面已計(jì)算過(guò)，如果電阻箱的最大誤差在±0.05 Ω范圍內(nèi)，該電阻箱可以作為檢定標(biāo)準(zhǔn)使用，反之，則不能作為檢定標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算電阻箱的最大誤差有幾種不同的方法可供選擇。

1)找出誤差最大值，并送檢測(cè)出實(shí)際誤差的方法

找出各檔 (因Pt100分度表的值最大僅為313 Ω，×100盤(pán)只用1～3檔，×1000盤(pán)不用，不予考慮)誤差最大的點(diǎn)，以表2檢定數(shù)據(jù)為例，×100盤(pán)第2檔點(diǎn)為誤差最大的點(diǎn)，誤差是0.003 Ω;×10盤(pán)為第1點(diǎn)0.0002 Ω， ×1盤(pán)為第5點(diǎn)0.0001 Ω; ×0.1盤(pán)為第7，9點(diǎn)0.0003 Ω; ×0.01盤(pán)為第1點(diǎn)0.0089 Ω。因此215.71 Ω和215.91 Ω這兩個(gè)阻值的誤差最大，有條件的話，可以把電阻箱再次送檢，核實(shí)電阻箱這兩個(gè)電阻值的實(shí)際誤差，如實(shí)際誤差小于0.05 Ω，則說(shuō)明該電阻箱的最大誤差小于JJG 617-1996檢定規(guī)程的要求，可以作為檢定標(biāo)準(zhǔn)使用，反之，則不能使用。

2)各檔最大誤差累加的方法

由于再次送檢將無(wú)謂地增加費(fèi)用并占用時(shí)間，可以利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進(jìn)行粗算，即將215.71 Ω和215.91 Ω兩值，用證書(shū)給出各點(diǎn)的誤差進(jìn)行相加，因證書(shū)給出的誤差經(jīng)過(guò)修約，因此誤差應(yīng)該是偏大的，如果相加后的誤差仍滿足要求，那么就說(shuō)明該電阻箱可以使用，如不滿足仍須按上一種方法確認(rèn)是否可用。誤差相加后為 (0.003+0.0002+0.0001+0.0003+0.0089)Ω=0.0125 Ω，遠(yuǎn)小于0.05 Ω 的要求，因此可判斷該電阻箱可作為檢定標(biāo)準(zhǔn)使用。

3)粗略計(jì)算方法

我們知道，電阻箱不合格的原因?yàn)楦鞅P(pán)在使用中由于磨損致使接觸電阻不斷增大，而最小盤(pán)的使用頻率最高，磨損也最大，從理論上講，最小盤(pán)給出的阻值的誤差應(yīng)該最大，因此可以用最小盤(pán)誤差的5倍來(lái)計(jì)算最大誤差，為0.0089 Ω×5=0.0445 Ω，也小于0.05 Ω，因此也能判斷電阻箱可以作為檢定標(biāo)準(zhǔn)使用。

從以上評(píng)估可以看出，后兩個(gè)評(píng)估方法均可判斷電阻箱在末盤(pán)超差的情況下，電阻箱仍滿足作為二次儀表的檢定標(biāo)準(zhǔn)的要求，也即電阻箱檢定不合格，但其仍然可以作為二次儀表的檢定標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)論

通過(guò)本文的討論可以看出，電阻箱作為二次儀表檢定標(biāo)準(zhǔn)，其檢定結(jié)果并不能說(shuō)明是否可用，必須經(jīng)過(guò)評(píng)估方可確定是否符合二次儀表檢定標(biāo)準(zhǔn)的要求。

［1］國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局.JJG 617－1996數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的檢定規(guī)程［S］.北京:中國(guó)計(jì)量出版社，1996.

［2］日本島電公司.SR93溫控儀使用說(shuō)明書(shū) ［Z］.

［3］上海電工儀表廠.ZX25a型直流電阻箱使用說(shuō)明書(shū) ［Z］.

［4］國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.JJG 982-2003直流電阻箱檢定規(guī)程［S］.北京:中國(guó)計(jì)量出版社，2003.