CN202330685U - 一种校准标准电池电动势值的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种校准标准电池电动势值的装置，测量标准的标准电池EN与被校准的标准电池EX并联，其负端接电动势双掷开关K输出端，其正端与过渡标准电池ET正端串联，过渡标准电池ET负端与检流计G输入端串联，电阻RN并联在检流计G的输出端和电动势双掷开关K的输入端之间，可调电阻箱R输入端接检流计G的输出端，数字电压表并联在可调电阻箱R输出端和电动势双掷开关K的输入端之间，1.5V甲电池与电阻RM 串联后，并联在调节电阻箱R输出端和双路开关K的输入端之间;解决了在校准标准电池过程中操作复杂，校准速度慢，温度滞后效应引起测量数据有误差等问题。
Description
技术领域
本实用新型属于仪器设备校准技术领域，尤其涉及用于标准电池的计量校准领域。
背景技术
在JJG153-96《标准电池检定规程》中关于标准电池电动势值的检定方法有两种。第一种方法为差值替代法，它是由标准的电池比较仪直接测量标准的（或被校的标准电池）电动势与过渡标准电池的电动势之差值，从而求出被校标准电池的电动势值。该电池比较仪在校准过程中所起的作用是读取两电池的差值，其差值正常范围为(0.000550～0.000680)V，适合于各等级（最高等级为一等）的标准电池的计量校准。第二种方法为替代法，即用高准确度的数字电压表的直流电压2V量程分别直接测量标准和被校的电池的电动势值，比较标准的标准电池的上级量传的实际值，从而求出被校标准电池的电动势值，适用于较低等级的标准电池校准。
在国家计量院以及省级计量测试院等计量技术机构的实验室中，采用第一种方法校准一、二等标准电池时，其校准装置（或检定装置）中的电池比较仪（型号为TJ1），按规程规定其准确度要保证分别优于±0.06μV、±0.4μV的误差，但比较仪及其配套的指零装置在校准标准电池过程中操作复杂，校准速度很慢，会引起测量的数据未能真实的反应某时刻某温度下的实际电动势值（标准电池对温度的敏感性很强，电池放在高稳定的恒温油槽中）；UJ42型直流比较仪式电位差计也是一种采用该方法校准的装置，也存在操作复杂、校准速度很慢、温度滞后效应误差，只能满足二等标准电池得校准及以下标准电池的校准，但其数据重复性、稳定性指标还不太令人满意。采用第二种方法，目前国内外最好的8位半数字电压表2V量程准确度为1μV，直接法测量速度快、操作简便，但只能满足0.002级及以下级别的标准电池的校准。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题：
提供一种校准标准电池电动势值的装置，以解决：1、采用差值替代法在校准标准电池过程中操作复杂，校准速度慢，温度滞后效应引起测量数据有误差等问题；2、8位半直流数字电压表替代法测量准确度不高的缺点。
本实用新型技术方案：
一种校准标准电池电动势值的装置，测量标准的标准电池EN与被校准的标准电池EX并联，其负端接电动势双掷开关K输出端，其正端与过渡标准电池ET 正端串联，过渡标准电池 ET 负端与检流计G输入端串联，电阻RN并联在检流计G的输出端和电动势双掷开关K的输入端之间，可调电阻箱R输入端接检流计G的输出端，数字电压表并联在可调电阻箱R输出端和电动势双掷开关K的输入端之间，1.5V甲电池与电阻RM 串联，其并联在调节电阻箱R输出端和双路开关K的输入端之间。
数字电压表为6位半数字电压表。
RN/RM的比例值为1/1000。
本实用新型有益效果：
本实用新型补偿平衡放大原理的差值替代法校准装置，主标准器采用准确度不高的6位半直流数字电压表，有别于国家计量检定规程《标准电池检定规程》（编号JJG153-96）中所述采用电池比较仪作为主标准器的差值替代法校准装置和直接采用直流数字电压表作为主标准器的替代法校准装置，可以开展对一等、二等标准的标准电池的校准。其校准装置与被校准的标准电池的连接线路，采用特别巧妙的最基本的电工基础电路，只需1只低电势开关和2只标准电阻器，实现了对较小直流差值信号的补偿式的平衡放大，不同于电子电路直流电压信号放大器的线路,实现放大倍数的比例电阻RM和比例电阻RN的RM/RN比例值为1000倍，用于对被校准标准电池Ex电动势值（或标准的标准电池En电动势值）与过渡电池Et电动势值之间差值△E进行放大，使放大后的直流电压值范围能与直流数字电压表的最佳准确度量程1V量程匹配。RM/RN比例值的准确度优于0.02%。
本实用新型达到了对差值范围为(0.000550～0.000680)V的电动势值补偿放大，不改变差值的准确度，把差值范围的电压值放大1000倍，即最大放大的电压值到（0.55000～0.68000）V，用6位半表的基本量程2V量程测量，保证准确度优于±0.05μV的测量误差，所使用的器具其计量特性技术成熟、性能稳定，保证了补偿放大倍数的准确度优于0.02%；解决了采用差值替代法在校准标准电池过程中操作复杂，校准速度慢，温度滞后效应引起测量数据有误差等问题； 8位半直流数字电压表替代法测量准确度不高的缺点。
附图说明
图1是本实用新型的器件接线示意图。
具体实施方式
以下通过实施例形式，对本实用新型的内容作进一步详细说明:
按照图1所示线路进行接线，作为测量标准的标准电池EN与被校准的标准电池EX并联后，负端接电动势双掷开关K输出端，正端与过渡标准电池ET 正端串联，过渡标准电池 ET 负端与检流计G输入端串联，电阻RN并联在检流计G的输出端和电动势双掷开关K的输入端之间，可调电阻箱R输入端接检流计G的输出端，数字电压表并联在可调电阻箱R输出端和电动势双掷开关K的输入端之间，1.5V甲电池与电阻RM 串联后，并联在调节电阻箱R输出端和双路开关K的输入端之间。
ET置1.018V，接通6位半数字电压表，预热1小时，清除数表零点值。
在接通标准电池之前，应先调节电阻箱R使数字表显示0.62V±0.2V,以减少校准检定中对标准电池的放电电流。
电动势双掷开关K接通通过EN，调节电阻箱R使检流计G指零，记录数字表的读数，为VN；
将低电势开关K接通通过EX，调节电阻箱使检流计G指零，记录数字表的读数，为VX；
按公式Ex=RN/RM(Vx-Vn)+ En可计算出被检标准电池在某时刻某温度时的电动势值来。
式中RN可选准确度为0.01%的1Ω或10Ω，RM可选0.01%的100Ω或10000Ω，那么RN/RM的比例值为1/100或1/1000。数字表测得的Vx、Vn值实际为已放大100倍至1000倍的数值，利用普通的6位半数字电压表就能准确测量出所测电压。
本实用新型对差值范围为(0.000550～0.000680)V的电动势值进行补偿放大，不改变差值的准确度，把差值范围的电压值放大100～1000倍，即最大放大的电压值到（0.55000～0.68000）V，用6位半表的基本量程2V量程测量，数字电压表很容易保证其小数点后第5位数准确，对应折算优于±0.05μV。
本实用新型解决了采用差值替代法在校准标准电池过程中操作复杂，校准速度很慢，会引起测量的数据未能真实的反应某时刻某温度下的实际电动势值等问题；解决了直流比较仪式电位差计能满足二等标准电池的校准及以下标准电池的校准，但其数据重复性、稳定性指标差等问题。
Claims (3)
1.一种校准标准电池电动势值的装置，其特征在于：测量标准的标准电池EN与被校准的标准电池EX并联，其负端接电动势双掷开关K输出端，其正端与过渡标准电池ET 正端串联，过渡标准电池 ET 负端与检流计G输入端串联，电阻RN并联在检流计G的输出端和电动势双掷开关K的输入端之间，可调电阻箱R输入端接检流计G的输出端，数字电压表并联在可调电阻箱R输出端和电动势双掷开关K的输入端之间，1.5V甲电池与电阻RM 串联，其并联在调节电阻箱R输出端和双路开关K的输入端之间。
2.根据权利要求1所述的一种校准标准电池电动势值的装置，其特征在于：数字电压表为6位半数字电压表。
3.根据权利要求1所述的一种校准标准电池电动势值的装置，其特征在于：RN/RM的比例值为1/1000。
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| CN2011204536166U CN202330685U (zh) | 2011-11-16 | 2011-11-16 | 一种校准标准电池电动势值的装置 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN108885247A (zh) * | 2016-03-24 | 2018-11-23 | 韩国标准科学研究院 | 用于校准直流电压功能的设备和方法 |
| CN112904253A (zh) * | 2021-01-15 | 2021-06-04 | 华北电力大学 | 一种带有温度自校准的电子式测量装置 |
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| CN108885247B (zh) * | 2016-03-24 | 2021-01-26 | 韩国标准科学研究院 | 用于校准直流电压功能的设备和方法 |
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