型 号: | |
更新时间: | 2025-08-11 |
产品简介: |
万用表检定装置适用于检定、校验各种0.5级以下电流、电压表和万用表。亦可作为高稳定度测试电源使用,配合高等级标准表,可校对0.5级以上电流、电压表和万用表。配线圈,可校验0-1000A钳形电流表。
万用表检定装置是一种用于精确校准和检测数字万用表、电流表、电压表等仪表性能的标准设备,能够输出高精度、可调的直流/交流电压、电流、电阻及频率等信号,通过对比被测仪表与标准值的偏差,验证其测量准确性,确保符合计量规范(如ISO/IEC 17025),广泛应用于计量院所、实验室及工业质检环节,保障仪器数据的可靠性。
万用表检定装置技术性能:
稳定性 | DC < 满量程的0.02% / 3 分钟AC < 满量程的0.05% / 3 分钟 |
交流失真度 | <0.5% |
直流纹波系数 | < 0.1% |
输出频率及准确度 | 50Hz60Hz400Hz<1% |
输出电压、电流的范围及准确度 | 23℃±2℃ ,输出值大于10%量程 |
标准电阻 | 10Ω-20MΩ 11档 ±0.2%+20mΩ |
电源功耗 | 交流电源电压220V±10%,频率50Hz±1Hz;功耗<120VA |
工作环境 | 温度5℃~35℃,相对湿度不大于80% |
工作时间 | 连续 |
外形尺寸 | 135×480×420mm³ |
重量 | 约12kg |
输出项目 | 输 出 范 围 | 负载极限 | 准 确 度 |
0~500mV | 20mA | DCV: ±(0.07%读数 | |
交直流 | 0~5V~50V | 50mA | +0.03%满度) |
0~250V | 40mA | ACV: ±(0.1%读数 | |
电 压 | 0~500V~1000V | DC10mA | +0.05%满度) |
0 | 0 | AC20mA | DCI: ±(0.07%读数 |
交直流 | 0~50uA~500uA~5mA | 3V | +0.03%满度) |
电 流 | ~50mA~500mA | 0 | ACI: ±(0.1 %读数 |
交流电流 | 0~2A~10A | 3V | +0.05%满度) |
直流电流 | 0~2A~10A | 2V | 50uA 500uA档不考核 |
注:标准测试线圈附加误差±0.2%读数,交流只考核50Hz |
万用表检定装置(也称为多功能校准源、多产品校准器等)的核心原理是精确产生并输出一系列已知的标准电学参量(电压、电流、电阻、电容、频率等),并将其传递给被检万用表,同时将被检万用表的测量结果与装置输出的标准值进行比较,计算并判断其误差是否符合规程或规范要求。
可以将原理分解为以下几个关键部分:
1、可编程高精度标准源: 这是装置的核心。
1)数字合成与转换 (D/A): 核心控制系统(通常是高性能微处理器/FPGA)接收用户设置(例如,要输出的 5.000 V DC电压)。该指令通过数字算法处理,由高分辨率、高精度的数模转换器 (DAC) 转换为对应的模拟电压信号。
2)超稳定基准源: DAC 的精度和稳定性依赖于一个超高精度、超低漂移的电压参考源(如齐纳二极管基准、带隙基准或约瑟夫森结阵列基准)。这个基准源是整个系统准确度的基石,其值必须极其稳定(随时间、温度变化极小),并通过校准溯源到国家或国际标准。
3)精密放大与调节: DAC 输出的初始电压通常较小或需要驱动能力,需要经过精密低噪声运算放大器进行放大、缓冲和调节,使其达到所需的输出范围和驱动能力(如输出10mA、20mA、10A电流)。
4)多参量产生:
直流电压 (DCV): 由 DAC 和放大电路直接产生。
交流电压 (ACV): 通常有两种方式:
合成法: DAC 直接以高采样率合成正弦波或其他波形。
脉宽调制 (PWM)/滤波法: 产生高频 PWM 波,经过低通滤波器滤除高频成分,得到纯净的低频正弦波。
直流电流 (DCC): 将已知的标准电压施加在一个高精度、低温漂的标准电阻 (电流分流器) 上,根据欧姆定律 (I = V/R),产生精确的标准电流,或者由精密电压-电流转换电路直接产生。
交流电流 (ACC): 类似交流电压的产生方法,再通过功率放大器驱动或电压-电流转换电路输出电流。
电阻 (Ω): 由一组精密线绕电阻器或薄膜电阻器阵列构成(通常通过继电器矩阵切换)。装置输出的并不是主动信号,而是提供一个高精度、低温度系数的标准电阻值供被检万用表测量。
电容/电感 (C/L): 类似电阻,提供标准电容/电感值或采用精密阻抗电桥原理进行测量式比较(高级装置)。
频率/周期: 由高精度晶体振荡器或更高级别的频率基准(如原子钟驯服的晶振)产生稳定、准确的标准频率信号。
2、控制器与用户界面:
强大的微控制器或嵌入式计算机系统协调整个装置的工作。
处理用户指令(通过前面板按键、旋钮、触摸屏或计算机软件)。
设置要输出的参量类型、量程、点值。
控制量程切换、功能切换(内部继电器矩阵)。
管理自检和校准过程。
提供显示和人机交互。
3、误差测量与计算:
装置本身在输出精确已知的标准值 Xs。
被检万用表测量该值并显示一个读数 Xm。
两者存在两种误差表示:
绝对误差: Δ = Xm - Xs
相对误差: γ = (Xm - Xs) / Xs * 100%
自动化过程: 先进的检定装置通常通过 GPIB、USB、LAN 或 RS232 接口自动读取被检数字万用表的测量结果 Xm。
软件计算: 装置的控制软件(或在连接的PC上运行的专用校准软件)自动计算 Δ或 γ。
比较判定: 软件将计算出的误差与万用表相应量程、点的最大允许误差相比较。
结果输出: 生成校准记录、证书或直接在装置屏幕上显示误差是否合格。
4、保障精确度的关键技术与设计:
高等级溯源: 装置的输出值必须经过严格校准,最终溯源至国家计量院维护的基准。
低噪声与高稳定性: 电路设计最大限度降低噪声(热噪声、1/f噪声等),所有关键元件(基准源、电阻、运放)都必须具有极低的温度系数和长期漂移特性。
线性度: 在整个输出范围内,实际输出与理想输出的关系保持高度线性(非线性误差极小)。
低热电势: 切换开关、连接器、PCB走线材料(如覆铜殷钢)的选择与设计避免产生温差电动势(尤其在低电压测量时至关重要)。
良好的屏蔽与接地: 防止外部电磁干扰影响输出精度和测量稳定性。
四线开尔文连接: 在测量电阻(或检定电阻档)时,必须使用四线制连接方式,以消除引线电阻引起的误差。
温度控制与补偿: 某些关键元件(如基准源)可能需要恒温控制,或者内部有精密温度传感器对输出进行实时补偿。