VSTR-1002工业铂/铜电阻自动检定装置的误差分析与改进

　　1　自动检定装置的介绍

　　VSTR-1002自动检定装置是依据国家检定规程的要求,对工业铂/铜电阻实施自动批量检定,并出具检定证书的装置,它具有快速、高效、自动化程度高等优点。自动检定装置由恒温槽、低电势接线开关、智能控温仪、多路巡检仪、高精度数字表、计算机、打印机七个部分组成,如图1所示。

　　2　试验方案及测量结果

　　本文根据两种不同试验方案和装置,对两支二等标准铂电阻温度计(编号为:68515和68516)在60℃点上的测量结果,对自动检定装置的测量误差进行分析。试验方案一:采用自动检定装置,连接标准铂电阻温度计68515进行自动测量;试验方案二:采用直接测量的方式,将与自动检定装置的数字表具有相同准确度的数字多用表34420A(HP)连接标准铂电阻温度计68516进行测量;采取两种试验方案,待温场稳定后同时读取两支标准铂电阻温度计的测量数据。为了减小温场不均匀和波动的影响,在设定温度点均读取两组数据,取其平均值作为测量结果,两种方案的测量数据及计算结果如表1所示。由于方案二采取直接测量的方式,影响因素少,测量结果的准确度高。比较两种方案下测量结果的差异,对自动检定装置的测量误差进行分析,找出误差来源,从而对装置进行改进。

　　以VSTR-1002自动检定装置的60℃测量数据为例,计算实际测量的温度值。根据表1的两组测量数据,取其平均值计算测量温度,计算公式为:

其中:t—实际测量温度,℃;tn—设定的温度点,℃;

　　Wt—标准铂电阻实际测量电阻与水三相点电阻比,Wt=Rt/Rtp,无量纲;Wtn—标准铂电阻检定证书给出的电阻比,无量纲;(dW/dt)tn—标准铂电阻的电阻比对温度的变化率,无量纲。

　　根据表1中的测量数据,计算由方案一测量的实际温度为:t= 60 + (1·2331590 - 1·23704420)/0·00391523 =59·008℃

　　由方案二测量的实际温度为:t′=60·064℃,两者的相对误差为-1·8%,考虑到两支标准铂电阻温度计之间的差异,两种方案下测温的相对误差为-1·7%,表明自动检定装置具有较大的误差。

　　3　自动检定装置误差分析

　　由于自动检定装置采取比对的方式,即分别测量被测铂电组与内置的100Ω标准电阻的电压值,通过比较内置标准电阻来计算被测铂电阻的阻值,如式(2)所示,7黄琴等:VSTR-1002工业铂/铜电阻自动检定装置的误差分析与改进读数时间间隔小,测量电流的准确性的影响几乎可以忽略。测量结果的误差主要与(1)内置标准电阻的稳定性;(2)测量电流的稳定性;(3)温槽的均匀性和稳定性;(4)低电势接线开关的热电势等因素有关。设被测电阻与内置标准电阻满足如下关系: