CN104236448A - 电子式标准模拟应变量校准器的校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子式标准模拟应变量校准器的校准方法，包括以下步骤：接线；设置量程；将输出比率分别设置为量程的10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％和100％，测量出相应的输出电压值并分别记为V₁到V₁₀；将V₁到V₁₀进行修正分别得到V₁₁到V₁₁₀；将V₁₁到V₁₁₀分别带入第一公式计算得到相应的应变量ε₁到ε₁₀；将ε₁到ε₁₀分别带入第二公式计算得到待校标准模拟应变量校准器输出的应变量的误差δ。本发明桥路的激励电压采用四线法接线方式，有效降低了引线电阻引入的误差和温度及其它干扰带来的影响，因此，可以对准确度为±0.01％以上的电子式标准模拟应变量校准器的直流或100kHz以下任意频率点的应变量进行校准。

Description

电子式标准模拟应变量校准器的校准方法

技术领域

本发明涉及参数校准装置的校准方法，具体而言是电子式标准模拟应变量校准器的校准方法。

背景技术

标准模拟应变量校准器是力学应变量的电学模拟标准，代替标准电阻应变计(片)产生模拟标准应变量，用来检定“应变测量仪”。标准模拟应变量校准器可分为机械式和电子式两种，随着科学技术的发展和实际应用的需要，电子式标准模拟应变量校准器日愈增多。现有技术如JJG 533-2007《标准模拟应变量校准器检定规程》只适用于机械式标准模拟应变量校准器的检定/校准，而不适用于电子式标准模拟应变量校准器的检定/校准。其原因在于JJG 533-2007《标准模拟应变量校准器检定规程》采用比较法(电桥平衡法)，需要校准(检定)系统与被校准的标准模拟应变量校准器阻抗相匹配。机械式标准模拟应变量校准器为无源标准器，符合上述条件，而电子式标准模拟应变量校准器为有源标准器，它的输出阻抗与比较法检定系统阻抗不匹配，导致系统无法平衡，指零仪不能正常工作。另外，桥路的激励电压采用二线法接线方式，容易受引线电阻误差和温度及其它干扰的影响，而且，现有校准方法提供的桥路供电电压为定点频率(1kHz)，标准装置受电阻精度的影响，校准频率和准确度受到限制,只能对定点频率(1kHz)下的应变量进行校准，而且只能校准准确度在±0.02％以下的标准模拟应变量校准器。因此，设计出可以对高准确度应变量校准器在多点频率下的应变量进行校准的电子式标准模拟应变量校准器的校准方法十分必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以对高准确度应变量校准器在多点频率下的应变量进行校准的电子式标准模拟应变量校准器的校准方法。

为实现上述目的，本发明提出电子式标准模拟应变量校准器的校准方法，包括以下步骤：

电子式标准模拟应变量校准器的校准方法，包括以下步骤：

S1.将待校电子式标准模拟应变量校准器的输出正、负端分别与7位半以上数字电压表的电压信号输入端Hi、Lo连接，将待校电子式标准模拟应变量校准器的桥压正端和桥压取样正端分别与电压校准器的输出高端Hi和取样正端S+连接，将待校电子式标准模拟应变量校准器的桥压负端和桥压取样负端分别与电压校准器的输出低端Lo和取样负端S-连接；

S2.将待校电子式标准模拟应变量校准器的输出量程设置为2mV/V，输出比率设置为0，电压校准器向待校电子式标准模拟应变量校准器提供桥路激励电压V_s，由7位半以上数字电压表测量出待校电子式标准模拟应变量输出的零点值并记为V₀；

S3.将待校电子式标准模拟应变量校准器的输出比率分别设置为量程的10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％和100％，由7位半以上数字电压表分别测量出相应的输出电压值并分别记为V₁、V₂、V₃、V₄、V₅、V₆、V₇、V₈、V₉和V₁₀；

S4.将输出电压值V₁、V₂、V₃、V₄、V₅、V₆、V₇、V₈、V₉和V₁₀分别减去V₀，得到输出电压修正值V₁₁、V₁₂、V₁₃、V₁₄、V₁₅、V₁₆、V₁₇、V₁₈、V₁₉和V₁₁₀；

S5.将第一公式

${\mathrm{\ϵ}}_x=\frac{4V_x}{{\mathrm{KV}}_s}=2\×\frac{V_x}{V_s}$

中的V_x分别以输出电压修正值V₁₁、V₁₂、V₁₃、V₁₄、V₁₅、V₁₆、V₁₇、V₁₈、V₁₉和V₁₁₀代入，

式中常数K设定为2.00，V_s为桥路激励电压，

计算得到相应的应变量ε₁、ε₂、ε₃、ε₄、ε₅、ε₆、ε₇、ε₈、ε₉和ε₁₀；

S6.将第二公式

$\mathrm{\δ}=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_N-{\mathrm{\ϵ}}_x}{{\mathrm{\ϵ}}_x}\×100\%$

中的ε_x分别以应变量ε₁、ε₂、ε₃、ε₄、ε₅、ε₆、ε₇、ε₈、ε₉和ε₁₀代入，

式中ε_N为应变量标称值，其值等于设置的输出量程乘以200再乘以x，x分别为1、2、3、4、5、6、7、8、9和10，

计算得到待校电子式标准模拟应变量校准器输出的应变量的误差δ；

S7.将待校电子式标准模拟应变量校准器的输出量程分别设置为5mV/V、10mV/V、20mV/V和100mV/V，重复步骤S2到步骤S6，分别得到相应量程下待校电子式标准模拟应变量校准器输出的应变量的误差δ。

如果全部δ均小于待校电子式标准模拟应变量校准器输出的应变量的允许误差极限，即为合格，否则不合格。

本发明通过7位半以上数字电压表测量桥路不平衡电压，间接测量被校电子式标准模拟应变量校准器的应变量值，桥路的激励电压采用四线法接线方式，增加了桥压取样正、负端接线，有效降低了引线电阻引入的误差和温度及其它干扰带来的影响，因此，可以对准确度为±0.01％以上的电子式标准模拟应变量校准器的直流或100kHz以下任意频率点的应变量进行校准。

附图说明

图1为本发明的接线示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。

实施例一

校准对象：电子式标准模拟应变量校准器一台

校准装置：交流校准器、8位数字电压表各一台

校准步骤：

S1.将该台电子式标准模拟应变量校准器的输出正、负端分别与8位数字电压表的电压信号输入端Hi、Lo连接，将该台电子式标准模拟应变量校准器的桥压正端和桥压取样正端分别与电压校准器的输出高端Hi和取样正端S+连接，将该台电子式标准模拟应变量校准器的桥压负端和桥压取样负端分别与电压校准器的输出低端Lo和取样负端S-连接；

S2.将该台电子式标准模拟应变量校准器的输出量程设置为2mV/V，输出比率设置为0，电压校准器向该台电子式标准模拟应变量校准器提供桥路激励电压V_s，由8位数字电压表测量出该台电子式标准模拟应变量输出的零点值并记为V₀；

S3.将该台电子式标准模拟应变量校准器的输出比率分别设置为量程的10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％和100％，由8位数字电压表分别测量出相应的输出电压值并分别记为V₁、V₂、V₃、V₄、V₅、V₆、V₇、V₈、V₉和V₁₀；

S4.将输出电压值V₁、V₂、V₃、V₄、V₅、V₆、V₇、V₈、V₉和V₁₀分别减去V₀，得到输出电压修正值V₁₁、V₁₂、V₁₃、V₁₄、V₁₅、V₁₆、V₁₇、V₁₈、V₁₉和V₁₁₀；

S5.将第一公式

${\mathrm{\ϵ}}_x=\frac{4V_x}{{\mathrm{KV}}_s}=2\×\frac{V_x}{V_s}$

中的V_x分别以输出电压修正值V₁₁、V₁₂、V₁₃、V₁₄、V₁₅、V₁₆、V₁₇、V₁₈、V₁₉和V₁₁₀代入，

式中常数K设定为2.00，V_s为6V桥路激励电压，

计算得到相应的应变量ε₁、ε₂、ε₃、ε₄、ε₅、ε₆、ε₇、ε₈、ε₉和ε₁₀；

S6.将第二公式

$\mathrm{\δ}=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_N-{\mathrm{\ϵ}}_x}{{\mathrm{\ϵ}}_x}\×100\%$

中的ε_x分别以应变量ε₁、ε₂、ε₃、ε₄、ε₅、ε₆、ε₇、ε₈、ε₉和ε₁₀代入，

式中ε_N为应变量标称值，其值等于设置的输出量程乘以200再乘以x，x分别为1、2、3、4、5、6、7、8、9和10，

计算得到该台电子式标准模拟应变量校准器输出的应变量的误差δ；

S7.将待校电子式标准模拟应变量校准器的输出量程分别设置为5mV/V、10mV/V、20mV/V和100mV/V，重复步骤S₂到步骤S₆，分别得到相应量程下待校电子式标准模拟应变量校准器输出的应变量的误差δ。

所得校准数据如表1、表2所示：

表1 校准直流应变量与误差

直流允许误差：±0.01％

表2 校准交流应变量与误差(1V桥压，档位100mV/V，100％点)

由表1和表2所列数据可见，各校准点的实测误差均小于允许误差，所以本校准对象校准结果为合格。

本说明书中未作详细描述的内容，属于本专业技术人员公知的现有技术。

Claims (1)

1.电子式标准模拟应变量校准器的校准方法，包括以下步骤：

S1.将待校电子式标准模拟应变量校准器的输出正、负端分别与7位半以上数字电压表的电压信号输入端Hi、Lo连接，将待校电子式标准模拟应变量校准器的桥压正端和桥压取样正端分别与电压校准器的输出高端Hi和取样正端S+连接，将待校电子式标准模拟应变量校准器的桥压负端和桥压取样负端分别与电压校准器的输出低端Lo和取样负端S-连接；

S2.将待校电子式标准模拟应变量校准器的输出量程设置为2mV/V，输出比率设置为0，电压校准器向待校电子式标准模拟应变量校准器提供桥路激励电压V_s，由7位半以上数字电压表测量出待校电子式标准模拟应变量输出的零点值并记为V₀；

S3.将待校电子式标准模拟应变量校准器的输出比率分别设置为量程的10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％和100％，由7位半以上数字电压表分别测量出相应的输出电压值并分别记为V₁、V₂、V₃、V₄、V₅、V₆、V₇、V₈、V₉和V₁₀；

S4.将输出电压值V₁、V₂、V₃、V₄、V₅、V₆、V₇、V₈、V₉和V₁₀分别减去V₀，得到输出电压修正值V₁₁、V₁₂、V₁₃、V₁₄、V₁₅、V₁₆、V₁₇、V₁₈、V₁₉和V₁₁₀；

S5.将第一公式

${\mathrm{\ϵ}}_x=\frac{4V_x}{{\mathrm{KV}}_s}=2\×\frac{V_x}{V_s}$

中的V_x分别以输出电压修正值V₁₁、V₁₂、V₁₃、V₁₄、V₁₅、V₁₆、V₁₇、V₁₈、V₁₉和V₁₁₀代入，

式中常数K设定为2.00，V_s为桥路激励电压，

计算得到相应的应变量ε₁、ε₂、ε₃、ε₄、ε₅、ε₆、ε₇、ε₈、ε₉和ε₁₀；

S6.将第二公式

$\mathrm{\δ}=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_N-{\mathrm{\ϵ}}_x}{{\mathrm{\ϵ}}_x}\×100\%$

中的ε_x分别以应变量ε₁、ε₂、ε₃、ε₄、ε₅、ε₆、ε₇、ε₈、ε₉和ε₁₀代入，

式中ε_N为应变量标称值，其值等于设置的输出量程乘以200再乘以x，x分别为1、2、3、4、5、6、7、8、9和10，

计算得到待校电子式标准模拟应变量校准器输出的应变量的误差δ；

S7.将待校电子式标准模拟应变量校准器的输出量程分别设置为5mV/V、10mV/V、20mV/V和100mV/V，重复步骤S2到步骤S6，分别得到相应量程下待校电子式标准模拟应变量校准器输出的应变量的误差δ。