[發明專利]高準確度直流電流比較儀的驗證方法和裝置

有效

• 申請號: 201010596375.0
• 申請日: 2010-12-20
• 公開（公告）號: CN102096058A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 蔡建臻;黃曉釘;李繼東
• 申請（專利權）人: 北京東方計量測試研究所
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 吳小燦

技術領域

本發明涉及一種電測量技術，特別是一種用于電阻測量的高準確度直流電流比較儀的驗證方法和裝置。

背景技術

電流比較儀的出現是近代電學測量具有里程碑意義的重要進展，相繼解決了電壓、電流、電阻和功率電能等高準確度測量的難題。隨著電子技術的飛躍發展，跟隨性能優良的伺服電源和靈敏的磁通檢測器相繼研制而出，以及高磁導率性材料的出現，為研制準確度高達10^-8數量級的電流比較儀創造了必要條件。

直流電流比較儀由鐵芯和線圈組成，對于直流電流比較儀，其結構示意圖如圖1所示，在一個鐲環形高磁導率的鐵芯上，分別繞上兩個進行電流比較的繞組W₁、W₂和一個檢測繞組W_D。當兩個比較繞組W₁和W₂內通入直流電流時，由于剩余磁勢為直流，在鐵芯C內只能產生直流磁通，于是檢測繞組W_D內不能感應出電動勢。為了進行兩直流電流之間的比較，也就是為了檢測出鐵芯內是否存在直流磁通，需采用磁調制技術，引入交流激磁電流，并通過檢測鐵芯達到飽和時間的提前或延遲來確定是否存在直流剩余磁勢Δ(IW)，或通過檢測繞組W_D內出現的二倍頻電壓的檢測來確定是否存在直流剩余磁勢Δ(IW)。由于其測量結果只與線圈的匝數比有關，故線性特性好，使用方便，用途廣，目前大都可程序控制，可實現全自動測量。但是由于該直流電流比較儀的兩個繞組的比例線圈之間并未完全耦合，故存在漏磁通，若這些漏磁通與檢測安匝平衡的裝置也有耦合，就造成了電流比例的誤差；此外，直流電流比較儀是利用鐵磁材料的非線性特性監視安匝數平衡狀態，檢測靈敏度也會引入誤差。

為解決上述誤差帶來的問題，通常采用兩種方法：a、采用高導磁材料把檢測繞組的線圈和比例線圈隔離開來，盡量減少漏磁通與檢測線圈之間的耦合；b、采用校驗方法，確定比率誤差。由于方法a受到現實材料性能的限制，尤其對于準確度高達10^-8數量級的電流比較儀，提高改進空間非常有限，故常采用方法b研究校準或驗證常溫電流比較儀的比率誤差。

高準確度的電流比較儀的比例量程一般為1∶1，10∶1，測量范圍一般是1Ω-1000Ω，因此這種直流比較儀的驗證裝置需要驗證1Ω-1000Ω量程的1∶1比例，1kΩ∶100Ω，100Ω∶10Ω，10Ω∶1Ω等量程的10∶1比例，比例誤差一般在10^-7-10^-8量級。

用于電阻測量的高準確度(準確度達10^-7-10^-8量級)直流電流比較儀而言，n個同標稱值電阻R并聯時，并聯電阻阻值對于R/n的相對偏差近似等于串聯阻值對于nR的相對偏差。這n個電阻的一致程度是影響并聯阻值相對偏差和串聯阻值相對偏差一致性近似程度的重要因素。

以下是數學推導過程：

假設n個電阻標稱值為R，實際值為R₁，R₂，……R_n，它們的算數平均值為R₀，R₁＝R₀(1+C₁)，R₂＝R₀(1+C₂)，……R_n＝R₀(1+C_n)，C_i為第i只電阻的相對偏差，且有

Σi=1nCi=0]]>

則串聯電阻實際阻值為R_s＝n·R₀。

而按標稱值則串聯阻值為n·R，設串聯阻值相對偏差為C_s，因此有這樣一組關系：

R_s＝n·R(1+C_s)--------------------------------①

并聯阻值R_p，等式如下：