作者简介：肖凤云(1977-)，女，高级工程师，硕士研究生，从事电学、
wifi智能开关
Discussion on Verification and Calibration of DC Resistance Box of Digital Multimeter
红外线烤箱
肖凤云(安徽省长江计量所，安徽合肥230088)
Xiao Feng-yun (Anhui Changjiang Institute of Metrology,Anhui Hefei 230088)
摘要：该文浅谈高精度数字多用表检定校准直流电阻箱的一些问题。主要针对ZX54直流电阻箱检定校准小电阻时注意问题以及测量不确定度的分析。关键词：数字多用表；不确定度；直流电阻箱中图分类号：TM934.11 文献标识码：A
文章编号：1003-0107(2021)01-0015-03
Abstract:In this paper,it discusses some problems of calibrating DC resistance box with high precision digital multimeter.This paper mainly focuses on the problems in verification and calibration of small resi
stance of ZX54DC resistance box and the analysis of measurement uncertainty.Key words:digital multimeter;Uncertainty;DC resistance box CLC number:TM934.11
Document code:A
Article ID ：1003-0107(2021)01-0015-03
0引言
数字多用表具有显示直观、
质量轻，测量精度高，速度快和显示直观、读数方便等特点，在电学及其他专业检定校准领域应用广泛。本所一直用QJ48比较电桥完成0.01级值电阻箱检定校准。虽然这种方法测量精度高，稳定性好，但是QJ48标准装置操作程序复杂，只有对标准非常熟悉的检定员才能顺利的进行平衡测量，且后期数据处理也比较复杂，
在一定程度上需花费较长的时间和精力，工作效率低下。笔者采用八位半数字多用表和一等标准电阻器检定高精度直流电阻箱。
利用数字多用表检定电阻箱，这是一个成熟的技术，很多期刊文章都有提及。在这里笔者来谈谈个人的认识。
1测量标准的组成和工作原理
八位半数字多用表8508A 在检定0.02级及以下电阻箱时，可采用数字表直接测量法，这里无需详细介绍。下面笔者讲述用替代法如何检定0.01级甚至更高等级
的电阻箱。
标准装置主要组成：数字多用表8508A、一等标准电阻器(稳定性优于±6.0×10-6)。
14n工作原理(如图1所示)：采用四线制测量方式，由数字多用表依次测量标准电阻器阻值R S 和被检电阻阻值R X ，未知电R X =R S +(A X -A S )，其中A X 是测量R X 时数表的示值，A S 是测量R S 时数表的示值。检定方法：同标称值替代法。通过对每个测量盘的第一点和第十点的测量，通过拟合直线方程，从而得出各个点的测量值。
图1同标称值替代法电阻箱检定线路图
2不确定度分析
对于0.01级(ZX54)电阻箱的检定，
参考阅读了不少类似的文章，大都是讨论八位半数表(8508A)能覆盖0.01
级电阻箱的检定。为此笔者也按照直接测量法进
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电子质量
2021年第01期(总第406期)
行验证，根据实验结果笔者理解为不能完全覆盖0.01级电阻箱的检定，特别在最小测量盘，电阻为0.01Ω时，数字多用表的分辨率影响较大，通过对小电阻校准显示结果，数字多用表的分辨率并没有仪器给出技术指标好。同时考虑数字多用表欧姆功能的年稳技术指标的影响，八位半数字多用表(8508A)不能覆盖ZX54电阻箱(×0.01Ω)测量盘的检定。所以笔者采用标准电阻替代测量法，选用的标准电阻器是一等标准电阻。特别是对于小电阻检定校准时，用标准电阻替代法测量，可以覆盖0.01级甚至更高级别的电阻箱小电阻的检定。
对于用标准电阻替代法测量电阻箱时[2]
，这时数字多
用表稳定性引入的不确定度分量可以用24小时短稳技术指标，
比90天稳定性和年稳的技术指标都好很多。由于ZX54电阻箱前三盘都是0.01级，在这里详细介绍×100Ω盘的测量不确定分析。以及最小测量盘×0.01Ω盘测量不确定分析。
2.1不确定度来源
(1)标准电阻器：；
a)由一等标准电阻的年稳定性引入的不确定度分量u 11；
b)由一等标准电阻的上级溯源引入的标准不确定度分量u 12；
c)由标准电阻的温度变化引入的不确定度分量u 13。(2)数字多用表：
a)由数字多用表的电阻测量功能，24小时短期稳定性引入的不确定度分量u 21；
二维码访客系统b)由数字多用表的分辨率引入不确定度分量u 22。测量重复性：检定装置测量重复性引入的不确定度分量u A 。
2.2标准不确定度分量
在100Ω点：具体分量如表1柴油脱剂
所示。
表1100Ω测量点测量不确定度分量
u c =
(3.46×10-6)2
+(0.5×10-6)2
+(1.25×10
-6)2
+(1.04×10-6)2+(3.0×10-6)
2主轴加工
姨=4.88×10
-6
(1)
扩展不确定度：取k =2
U rel =ku c =2×4.88×10-6
=9.8×10-6(2)
取U rel =1.0×10-5
在0.01Ω点：具体分量如表2所示。
表20.01Ω
测量点测量不确定度分量
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注意：根据8508A 技术指标，在2Ω量程0.01Ω点，分辨力可达0.01uΩ，可在实际测量过程中，数字多用表分辨力远大于0.01uΩ，所以其引入的不确定度分量不可以舍去。通过测量过程可估计为1.0×10-5。
故，
u c =
(3.46×10-6)2
+(1.0×10-6)2
+(1.02×10-6)2
+(6.35×10-6)2
+(1.0×10-5)
2
姨=12.4×10-6
(3)
扩展不确定度：
取k =2U rel =ku c =2×12.4×10-6=24.8×10-6(4)取U rel =2.5×10-5
由于电阻箱各个盘的准确度等级不同[3]，ZX54到×0.01Ω盘准确度等级为5级，通过对标准装置的不确定评定，这种测量方法完全覆盖准确度等级为0.01级的直流电阻箱，甚至更高的准确度等级的直流电阻箱。
3示值误差的检定
用8508A 数字多用表电阻功能时，
电阻测量有二种模式[1]：欧姆(Ω)功能和欧姆增强(ΩPLUS)功能。欧姆增强里面真欧姆测量功能十分重要，在0Ω～20kΩ量程测量时尽量选用此测量功能。
测量数据之前需进行校正清零，这个步骤对小电阻尤其重要，这里指出的是不仅仅用8508A 里面的off
set 键，进行清零，而是用INPUT 菜单里的Zero Func 功能键进行零点校准，具体操作是按下Ω键。选择2Ω量程，按下CONFIG 键，选择Filt,LoI,4wΩ，然后再用Zero Func 功能键进行欧姆功能的量程校零。然后用数字多用表先后对标准电阻器进行测量，接着对直流电阻箱每个测量盘的第一点和第十点进行测量，记录测量显示的数据。通过对这两点测量的数据进行直线方程拟合，随后通过直线方程计算得出测量盘其他几个点的实际值。整个测量过程非常简单。表3所示为我们对0.01级直流电阻箱ZX54测得的100Ω以下的测量值。
表3
电阻箱测量值
通过数字多用表测量电阻箱每个测量盘的值，以及测量标准电阻器的值，然后用替代法计算得出测量盘第一点和第十点的实际值。接着用测量盘第一点和第十点测量值，拟合直线方程，再通过直线方程计算得出测量盘各个点的实际测量值。
4结束语
经过上面分析可得，用数字多用表和标准电阻器来完成高精度直流电阻箱的检定校准非常方便简洁。至于
后期的数据处理可以用EXECL 表格及公式嵌入来完成，新生产的八位半数表，测量速度比较快，所以这种方法既保证了量传数据的准确，又更加直观方便简洁，大大地提高了工作效率，还可以节约成本，
一表多用。参考文献：
[1]8508A 型参考级数字多用表使用手册[Z].[2]JJG 982-2003.直流电阻箱检定规程[S].[3]ZX54直流电阻箱使用说明书[Z].
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