為了提高數(shù)字電壓表在直流電位差計檢定的效率及結(jié)果的有效性，下面筆者就基于數(shù)字電壓表的直流電位差計自動檢定裝置進(jìn)行討論。

一 裝置的功能需求
　　

　　1.實現(xiàn)對直流電位差計的自動測量、數(shù)據(jù)自動處理及自動生成原始記錄功能。電位差計自動檢定裝置通過計算機(jī)和數(shù)據(jù)采集器的功能可以有效提高人工記錄數(shù)據(jù)。

　　2.自動檢定裝置所使用的數(shù)字電壓表的誤差修正和mV、μV位數(shù)值的準(zhǔn)確性及有效性確認(rèn)。例如，目前常用的高等級數(shù)字電壓表FLUKE八位半的8508A和吉時利七位半的2182A等，在中國計量科學(xué)研究院進(jìn)行量值溯源時，其量值一般溯源至其最小量程的十分之一，即mV量程的級別。而在用數(shù)字表對直流電位差計進(jìn)行檢定過程中，要求數(shù)字表要有與被檢直流電位差計相一致的量程即可。但在實際使用及計量標(biāo)準(zhǔn)的考核中，對數(shù)字表在μV級別甚至nV級別數(shù)值的有效性及準(zhǔn)確性難以確認(rèn)。因此，對數(shù)字表的mV、μV及nV位數(shù)值的準(zhǔn)確性及有效性需經(jīng)確認(rèn)和誤差修正。

　　3.檢定裝置提供高穩(wěn)定度的供電電壓源。直流電位差計的高穩(wěn)定供電電壓源是其準(zhǔn)確度的保證。


二 裝置的設(shè)計討論

　　基于數(shù)字電壓表的直流電位差計自動檢定裝置主要是完成對直流電位差計的直接自動測量，其原理框圖如圖1所示。其主要是以數(shù)字電壓表直接測量電位差計的方法為參考，通過對數(shù)字電壓表誤差進(jìn)行修正補(bǔ)償?shù)姆椒?，利用高穩(wěn)定度電壓源對電位差計進(jìn)行供電，采用控制采集器以實現(xiàn)自動誤差補(bǔ)償，實現(xiàn)自動測量、自動處理測量數(shù)據(jù)的檢定系統(tǒng)。


圖1　基于數(shù)字電壓表的直流電位差計自動檢定裝置原理框圖

　　項目參照國家檢定規(guī)程給出的檢定方法，為實現(xiàn)自動測量、自動化數(shù)據(jù)處理和提高數(shù)字電壓表的準(zhǔn)確度等級，檢定裝置中加入了誤差補(bǔ)償端口、數(shù)據(jù)采集控制器、PC終端、控制軟件及相應(yīng)的打印設(shè)備。該自動檢定裝置可以通過誤差修正端口對數(shù)字電壓表的誤差進(jìn)行補(bǔ)償和修正，PC端通過控制采集器打開電位差計測量通道，對電位差計的電勢進(jìn)行測量，測量結(jié)果自動采用修正值進(jìn)行修正，并將修正后的結(jié)果添加到原始記錄模板的相應(yīng)位置處。依次測量完成后，可將記錄存儲到存儲器中，并可以通過外接打印設(shè)備完成原始記錄的打印工作。

　　基于數(shù)字電壓表的直流電位差計自動檢定裝置誤差補(bǔ)償裝置是通過FLUKE多功能標(biāo)準(zhǔn)源的直流微小電流作為標(biāo)準(zhǔn)電流源，其在一等直流電阻器上的壓降作為標(biāo)準(zhǔn)電壓，用以對數(shù)字電壓表上的mV、μV及nV位數(shù)值的準(zhǔn)確性及有效性進(jìn)行確認(rèn)和誤差修正。

　　基于數(shù)字電壓表的直流電位差計自動檢定裝置的供電模塊高穩(wěn)定度供電電源采用二級穩(wěn)壓電路設(shè)計，一級穩(wěn)壓采用穩(wěn)壓器實現(xiàn)，二級穩(wěn)壓采用光電穩(wěn)壓系統(tǒng)。

　　基于數(shù)字電壓表的直流電位差計自動檢定裝置在電位差計的檢定過程中具有效率高、人為操作對誤差影響小等優(yōu)點(diǎn)，可大幅提升人員的工作效率，節(jié)約支出，保證其量值傳遞的準(zhǔn)確、可靠和有效。

本文刊發(fā)于《中國計量》雜志2018年第9期

作者：天津市計量監(jiān)督檢測科學(xué)研究院　付江楠 姬更新 趙新明 周恩源 邊娜 趙青