CN2874514Y - 全自动电阻校验装置 - Google Patents

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陈正荣
朱庆发
吴维华
董亚峰
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Shanghai Lanstin Instrument Research Institute
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Abstract

本实用新型涉及一种全自动电阻校验装置。它包括恒流源、标准电阻和电压表，以及主控制器、电流扩展器和自动扫描开关，所述主控制器通过接口与所述电压表相连，主控制器的控制信号输出端与所述自动扫描开关的控制端相连，所述电流扩展器和恒流源的电流输出端分别与所述自动扫描开关的电流输入端相连，所述自动扫描开关的电流输出端与所述标准电阻相连，所述标准电阻的电压值、被测电阻的电压值分别通过所述电压表传输到所述主控制器。本实用新型解决了低值电阻的校验中，测量精度得不到保证、且手动测试或检定工作方式受外部环境及人为因素影响比较大、可靠性差的问题。

Description

全自动电阻校验装置
                         技术领域
本实用新型涉及一种可标定标准电阻器、电阻箱、电位差计和标准电池的全自动电阻校验装置。
                         背景技术
传统的电阻校验方式如附图1所示，被测电阻与标准电阻串联，恒流源输出稳定电流，然后用电压表分别测量被测电阻和标准电阻两端的压降值，根据UN/RN＝Ux/Rx，得到被测电阻的实测值Rx＝RN(Ux/UN)，其测量准确度由恒流源的电流稳定度、电压表的测量精度以及标准电阻的等级来保证。由于国内外现有的电压表的测量精度和灵敏度可以达到较高的指标，所以恒流源的输出特性是保证电阻校验精确度的关键，尤其是在低值电阻的校验中，恒流源输出的大电流的稳定性是至关重要的。现有的一些电阻校验设备在低阻端的测量精度往往得不到保证。并且手动测试或检定工作方式，受外部环境及人为因素影响比较大，可靠性差，容易发生各种差错，而且单次测试的周期较长，工作效率比较低。无法满足对测试精度或测试范围的更高的要求。
                         发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术中存在的问题，提出一种可自动实现测量数据的实时采集和统计、且高精度低阻测量的全自动电阻校验装置。
本实用新型是这样实现的：
一种全自动电阻校验装置，包括恒流源、标准电阻和电压表，以及主控制器、电流扩展器和自动扫描开关，所述主控制器通过接口与所述电压表相连，主控制器的控制信号输出端与所述自动扫描开关的控制端相连，所述电流扩展器和恒流源的电流输出端分别与所述自动扫描开关的电流输入端相连，所述自动扫描开关的电流输出端与所述标准电阻相连，所述标准电阻的电压值、被测电阻的电压值分别通过所述电压表传输到所述主控制器。
所述恒流源为短期稳定度达10-6量级/10min、内阻108～1011Ω、输出电流0～50mA的标准电源。
所述电流扩展器为短期稳定度小于10-6量级/10min、输出电流为0.5A～5A的辅助电源。
所述接口为RS232串行接口或GPIB接口卡。
所述标准电阻为内置标准电阻或外置标准电阻。
所述主控制器为PC机。
所述电压表为量程1nV～100V的直流数字纳伏计。
本实用新型的有益效果：由于采用PC机作为主控制器，实时采样记录数据和数据处理，包括修正温度对电阻值的影响，并可通过多种方式输出数据；在测试低阻时，主控制器发送电流换向指令，自动扫描开关根据指令将恒流源输出的电流反向输出到被测电阻上，如此多次反复，主控制器将测得的数据进行数学处理，将触点热电势带来的误差基本消除、减小热电势干扰。本实用新型在测量范围为0.001欧姆～100000欧姆之间时，测量精度可达0.0003％～0.0006％。
                         附图说明
图1为电阻校验的原理框图；
图2为全自动电阻校验装置的结构原理框图；
                         具体实施方式
参见附图2，本实用新型的一种全自动电阻校验装置由数字纳伏计、主控制器、电流扩展器、标准电阻、高精度恒流源、自动扫描开关组成，标准电阻、高精度恒流源和自动扫描开关安装在主控制器内部，数字纳伏计通过专用接口与主控制器相连，高精度恒流源和电流扩展器输出的电流都通过自动扫描开关输出，如果采用内置标准电阻作校验标准，则自动扫描开关输出的电流IOUT要流经内置标准电阻再到被测电阻；如果采用外部标准，则自动扫描开关输出的电流IOUT要流经外置标准电阻再到被测电阻。其中自动扫描开关可为市售的电子变向器。
本实用新型的数字纳伏计1采用吉时利公司的2182型直流数字纳伏计，其量程为1nV～100V，满量程下测试精度为0.0002％，通过RS232接口与主控制器实现数据通讯，接收由主控制器发出的测试指令，并将被测电阻的端电压VIN1和标准电阻的端电压VIN2实时发送回主控制器。
本实用新型的主控制器采用PC机作为自动控制装置，主控制器将控制指令发送到自动扫描开关，驱动高精度恒流源或电流扩展器3输出电流，开始测试工作。然后主控制器2接收数字纳伏计1实时送回的测量数据，采用标准的统计及误差计算方法，算出检测结果通过液晶屏显示出来并保存。主控制器2通过RS232串行口实现与数字纳伏计1的通讯，也可以通过扩展GPIB接口卡实现GPIB仪表总线通讯。
本实用新型在进行电阻校验时采用了市售的高精度恒流源，其技术指标为输出电流0～50mA，内阻为108～1011Ω，短期稳定度达到10-6量级/10min。此时外部的待测电阻对电流的影响被降低到极小，大大减小了系统的误差。
本实用新型在测量低值被测电阻时为了提高电源电流而采用了电流扩展器作为辅助电源，其原理与高精度恒流源一致，但输出电流为0.5A～5A，短期稳定度小于10-6量级。其中测试0.1Ω标准电阻时输出电流为0.5A、测试0.01Ω标准电阻时输出电流为1A、测试0.001Ω标准电阻时输出电流为5A。电流扩展器也为市售产品。
为了消除触点热电势对测试结果的影响，本实用新型采用电流换向的方法，在完成一次测量后，由主控制器发送电流换向指令，自动扫描开关根据指令将恒流源输出的电流反向输出到被测电阻上，系统再测一次。如此多次反复，将测得的数据进行数学处理，就可以将触点热电势带来的误差基本消除。
本实用新型内置标准电阻4，如果配用的是一等标准电阻，则可以检定二等标准电阻及以下各等级直流标准电阻。内置的标准电阻等级降低，则可以检定的直流电阻等级也相应降低。

Claims (7)

1、一种全自动电阻校验装置，包括恒流源、标准电阻和电压表，其特征在于：还包括主控制器、电流扩展器和自动扫描开关，所述主控制器通过接口与所述电压表相连，主控制器的控制信号输出端与所述自动扫描开关的控制端相连，所述电流扩展器和恒流源的电流输出端分别与所述自动扫描开关的电流输入端相连，所述自动扫描开关的电流输出端与所述标准电阻相连，所述标准电阻的电压值、被测电阻的电压值分别通过所述电压表传输到所述主控制器。
2、根据权利要求1所述的全自动电阻校验装置，其特征在于：所述恒流源为短期稳定度达10-6量级/10min、内阻108～1011Ω、输出电流0～50mA的标准电源。
3、根据权利要求1所述的全自动电阻校验装置，其特征在于：所述电流扩展器为短期稳定度小于10-6量级/10min、输出电流为0.5A～5A的辅助电源。
4、根据权利要求1所述的全自动电阻校验装置，其特征在于：所述接口为RS232串行接口或GPIB接口卡。
5、根据权利要求1所述的全自动电阻校验装置，其特征在于：所述标准电阻为内置标准电阻或外置标准电阻。
6、根据权利要求1～5之一所述的全自动电阻校验装置，其特征在于：所述主控制器为PC机。
7、根据权利要求1～5之一所述的全自动电阻校验装置，其特征在于：所述电压表为量程1nV～100V的直流数字纳伏计。
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