第四章        數字萬用表校准
第一節        直流數字電流表的校准
一．環境設備條件
1．環境條件
（1）    環境溫度：22±3℃。
（2）    相對濕度：20%～75%。
（3）    校准前，待校件和標准件平衡溫度2小時左右；待校件（如用市電供電）和標准源通電預熱半小時以上。
2．校准用設備
（1）    標准儀器：標准電流源等。
二．校准項目和校准方法
1．外觀和工作正常性檢查
（1）    外形結構是否完好，面板指示、讀數機構、製造廠家、儀器型號、編號等是否有明確的標記。
（2）    儀器外觀、外露件是否有損壞或脫落，機殼、端鈕等是否有碰傷或松動現象。
（3）    儀器外調節機構工作是否正常，儀器附件、連接電纜是否齊全。儀器供電電源電壓、頻率標誌等是否正確。
（4）    外觀檢查後，應通電進行一般性功能檢查。按說明書規定，檢查電氣工作性能。
2．示值誤差校准
（1）    直流標准電流源法
這種方法如圖1所示。設直流標准電流源輸出的標准電流為I_N，即實際值。被檢表的顯示讀數為I_X，則被檢表的絕對誤差為：


 
 
 
 
 
圖1
被檢表的相對誤差用百分數表示為：
Y=×100%
這種方法簡便、速度快，適合於工廠大量地校驗DC－DIM，其校準誤差主要取決於直流標準電流源。
當標準電流源的準確度不能滿足要求，而電流源穩定度較高時，可作為一般穩流源使用，配上標準數字電流表，用比較法進行校準。
（2）    直接比較法
電路接法如圖2所示。即用一台直流標準數字電流錶（或具有電流功能的標準DMM）與被校電流錶串聯後接到直流電流源（穩定度應足夠高）的輸出端。設標準表的顯示值（實際值）為I_N，被校表顯示值為I_X，則被校表的絕對誤差為：
Δ=I_X－I_N
同樣，被校表的相對誤差用百分數表示為：
Y=×100%

 
圖2
一般情況下，標準表的位數應比被校表多一位。當兩者量程不一致時，可加上標準分流器。用這種方法，一定要保證標準表準確可靠。為此，必須對標準表進行定期的校準。
（3）    直流標准儀器法
原則上，利用標準電阻將電流量轉化成電壓量的任何測量方法都可以用數字電流表的校準。圖3給出了用標準電位差計和標準電阻校準DC－DIM的接線圖。
圖中R_N為標準電阻，數字電流錶或被測DMM的電流功能擋的輸入高端與標準電阻串聯，並用標準電位差計測量標準電阻電位端鈕間的電壓。電位差計指示值與標準電阻值之比即為被校表的電流實際值。
設測得標準電阻兩端電壓實際值為U_N，標準電阻實際值為R_N，被校表顯示值為I_X，則回路電流實際值為：
 
I_N=
被檢表的絕對誤差為：
Δ=I_X－
同樣，被檢表的相對誤差用百分數表示為：
Y=×100%
採用這種檢定方法時，不僅標準電阻R_N的誤差符合要求，還應注意選取適當的阻值，使其通過的電流不超過其額定的工作電流，而又可以獲得能進行準確測量的電壓數值。既要考慮在R_N上的壓降不高於所用電位差計的測量上限，又應保證電位差計第一個十進盤有大於零的示值。
 

 

圖3
 
（4）    標準數字電壓表法
當有一個誤差小於被檢DC－DIM允許誤差1/3～1/5的標準DC－DVM，用它代替標準電位差計可以迅速方便地檢定DC－DIM。接線如圖4所示。



圖4
這種校準方法，同樣要注意標準電阻的取值。根據校DC－DIM所選取校準點，既要保證回路電流要盡量小於額定電流，又要考慮標準DC－DVM的讀數儘量接近其滿量程值。同時，由於DC－DVM輸入電阻不是足夠高而引起的附加誤差應小於允許誤差的1/5以下。
第二節   交流數字電流表的校準
一．環境設備條件（同上）
二．校準用設備
（1）    標準儀器：標準電流源等。
三．示值誤差校準
（1）    選擇校準點
1）選擇被校表準確度最高的一個頻率點，對其基本量程和五個至十個點（包括量程上限點和十分之一量程點在內）、非基本量程的三至五個點（包括量程上限點和十分之一量程點在內）進行校準；
2）在被校表每個頻段的上下限頻率上，對每個量程的量程上限點和十分之一量程點進行校準；
3）也可以根據用戶要求適當增加校準點。
（2）    校準方法
1）標準源測量法
標準源測量法校準線路連接見圖1。

 
 
                                              圖1
按校準點調節交流標準電流源輸出電流，記錄交流標準電流源輸出電流值Ir和被校表的示值It。
    按式1和式2計算被校表的示值誤差。
ΔI=It－Ir           (1)
γ_I=×100%  (2)
式中：ΔI——被校表的示值誤差，A；
       It——被校表的電流示值，A；
       Ir——標準裝置的標準電流值，A；
       γ_I——被校表的示值相對誤差。
2）標準表測量法
標準表測量法校準線路連接見圖2。
用標準交流數字電流錶和被校表測量交流源的同一輸出電流，分別記錄標準交流數字電流錶讀數Ir和被校表讀數It。按式1和式2計算被校表的示值誤差。
3）交直流比較測量法
交直流比較測量法校準線路連接見圖3。

圖3
通過交直流轉換標準，將交流電流轉換為直流標準電流進行校準。標準裝置由交流標準電流源、直流標準電流源和交直流轉換標準組成。選擇被校表的校準點，調節標準裝置的輸出電流，分別記錄被校表讀數It和標準裝置的電流值Ir。按式1和式2計算被校表的示值誤差。