目前,檢測安規(guī)測試儀采用與各項功能對應(yīng)的標準儀器進行校準,標準器的數(shù)量比較多,體積大,質(zhì)量大,現(xiàn)場儀器校準十分不便。本文提出一種無源全實物量具的安規(guī)測試儀現(xiàn)場儀器校準裝置,對測量方案給出了詳細的說明,并給出了測量不確定度評定示例。
一、裝置的組成
裝置由四部分組成,分別是耐電壓檢測單元、絕緣電阻檢測單元、泄漏電流檢測單元和接地導(dǎo)通電阻檢測單元。耐電壓檢測單元、絕緣電阻檢測單元、泄漏電流檢測單元集成于一個機箱中,接地導(dǎo)通電阻檢測單元單獨置于一個機箱中,如圖1所示。
如圖2所示,耐電壓檢測單元由交直流分壓器和高壓定值電阻構(gòu)成,配合使用數(shù)字萬用表完成電壓和擊穿(泄漏)電流的校準;絕緣電阻檢測單元由一系列不同阻值的高壓高值電阻組成,阻值穩(wěn)定讀數(shù)直觀;泄漏電流檢測單元原理與耐壓測試部分擊穿(泄漏)電流相類似,通過定值無感負載電阻組合得到所需的負載電阻,并通過外接數(shù)字萬用表進行泄漏電流的校準;如圖3所示,接地導(dǎo)通電阻檢測單元由高精度的大功率電阻組成,體積較大,考慮到溫度效應(yīng)的影響,故獨立安裝在一個機箱中。裝置的四個檢測部分均使用實物量具,具有較高的準確度等級,且不需要外接供電電源,穩(wěn)定性較高,具體配置如表1所示。
二、裝置的測量原理
1.耐電壓檢測單元
(1)輸出電壓
耐電壓檢測單元采用JJG795-2016《耐電壓測試儀檢定規(guī)程》中所規(guī)定的標準分壓器法進行儀器校準。將被檢測試儀的電壓輸出端直接連接到分壓器的兩端,使用外接數(shù)字萬用表作為二次儀表,接在圖2所示二次儀表接口,直接讀取被檢儀器的輸出電壓值,按式(1)計算。
Un=mUV(1)
式中:
Un被檢測試儀輸出電壓測量值;
m標準分壓器分壓比,在本裝置中為1000∶1;
UV數(shù)字萬用表電壓示值。
(2)擊穿(泄漏)電流
將被檢測試儀輸出電壓設(shè)置為500V,將數(shù)字萬用表并聯(lián)在所選定的高壓定值電阻兩端,啟動被檢測試儀,讀取數(shù)字萬用表電壓示值,再根據(jù)式(2)計算得到擊穿(泄漏)電流的實際值。
In=UV/Ri(2)
式中:
In擊穿(泄漏)電流實際值;
UV數(shù)字萬用表電壓示值;
Ri負載電阻阻值。
2.絕緣電阻檢測單元
將被檢測試儀的測試端直接連接到高壓高值電阻的兩端,啟動測試儀,直接讀取被檢測試儀的顯示值。
3.泄漏電流檢測單元
將被檢測試儀的試驗電壓設(shè)置為200V,數(shù)字萬用表并聯(lián)在所選定的定值無感負載電阻兩端,啟動被檢測試儀,讀取數(shù)字萬用表電壓示值,再根據(jù)式(2)計算得到泄漏電流的實際值。
4.接地導(dǎo)通電阻檢測單元
測試時設(shè)置被檢測試儀的試驗電流為25A或10A,選擇不同的定值大功率標準電阻,采用四端子接法,將電阻端和電流端與被檢測試儀對應(yīng)連接,啟動被檢測試儀,直接讀取被檢測試儀的電阻示值。
四、結(jié)束語
本文提出的儀器校準裝置具有體積小、重量輕,并且不需要外接電源的特點,十分便于現(xiàn)場校準,同時也減輕了儀器校準人員的工作強度,提高了工作效率。裝置所涵蓋的測試項目也能完全覆蓋目前蘇州市計量 測試院所開展的安規(guī)測試儀的校準項目。經(jīng)過不確定度分析,裝置各部分檢測參數(shù)的相對擴展不確定度均在1%以下,可以滿足蘇州市計量測試院目前所開展的5級安規(guī)測試儀的儀器校準工作,具有很大的實際意義。