如何檢定直流電阻測(cè)試儀以及誤差的分析

過去一般檢定直流電阻測(cè)試儀，是采用大功率模直流電阻標(biāo)準(zhǔn)電阻器，對(duì)其進(jìn)行檢定。檢定接線復(fù)雜，而且檢定過程中直流電阻測(cè)試儀輸出的直流電流通過調(diào)制轉(zhuǎn)換成小電流，再由固定阻值的直流標(biāo)準(zhǔn)電阻產(chǎn)生不同的電壓輸出，模擬不同阻值的大功率電阻，但始終無法消除波紋給檢測(cè)結(jié)果帶來的影響。經(jīng)過幾年的探索研究，研制了有源大功率直流電阻器，用其做為標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行檢定直流電阻，接線簡(jiǎn)便，同時(shí)能夠消除大電流引起的發(fā)熱和波紋影響，使檢測(cè)結(jié)果更精確，而且也大大縮短檢定時(shí)間，提高了工作效率。

　　1、大功率電阻標(biāo)準(zhǔn)電阻器

　　大功率電阻標(biāo)準(zhǔn)電阻器大體上可分為三大類：大功率微電阻標(biāo)準(zhǔn)電阻器、大功率模擬直流標(biāo)準(zhǔn)電阻器、有源大功率標(biāo)準(zhǔn)直流電阻器。

　　1.1大功率微電阻標(biāo)準(zhǔn)電阻器

　　大功率微電阻標(biāo)準(zhǔn)電阻器，由多個(gè)電阻串聯(lián)構(gòu)成，見圖l。作為標(biāo)準(zhǔn)直流電阻檢定直流電阻時(shí)?輸出的大電流在電阻器各端形成不同的分壓，由此測(cè)得不同阻值的直流電阻。盡管此標(biāo)準(zhǔn)電阻為實(shí)物電阻，能夠反映直流電阻測(cè)量?jī)x測(cè)量的真實(shí)情況。但由于其為充油電阻，體積大，發(fā)熱高，穩(wěn)定性很難保證。因此，逐步被大功率模擬直流標(biāo)準(zhǔn)電阻器所取代。

　　1.2大功率模擬直流標(biāo)準(zhǔn)電阻器

　　大功率模擬直流標(biāo)準(zhǔn)電阻器，是將直流電阻測(cè)試儀輸出的直流電流通過調(diào)制解調(diào)器轉(zhuǎn)換成小電流，由固定電阻值產(chǎn)生壓降，作為電壓輸出，以此模擬不同阻值的大功率直流電阻，見圖2。該標(biāo)準(zhǔn)電阻器工作范圍較寬，準(zhǔn)確度較高，穩(wěn)定性也很好;但接線端子過多，接線比較復(fù)雜，試驗(yàn)中始終存在波紋對(duì)檢測(cè)的影響。

　　1.3有源大功率直流標(biāo)準(zhǔn)電阻器

　　有源大功率標(biāo)準(zhǔn)直流電阻器它的組成是采用1個(gè)固定阻值的大功率直流標(biāo)準(zhǔn)電阻器和l臺(tái)精密電子變壓箱共同構(gòu)成。實(shí)際上精密電子變壓箱與大功率直流電阻構(gòu)成1個(gè)四端電阻。C1、C：為電流端，P。、P2為電壓端。從C卜C：端輸人大功率直流電流f，通過高穩(wěn)定的大功率直流定值標(biāo)準(zhǔn)電阻rl產(chǎn)生壓降毗。即先將大電流變換為小電壓，避免了大電流給測(cè)量帶來的發(fā)熱現(xiàn)象。而且，高精密電子變壓箱通過低通濾波又抵消了波紋的影響，確保了檢定的準(zhǔn)確。因此，有源大功率直流標(biāo)準(zhǔn)電阻器，是目前用于校準(zhǔn)直流電阻測(cè)試儀比較理想的儀器。

　　2、有源大功率電阻器檢定系統(tǒng)及誤差分析

　　2.1有源大功率直流標(biāo)準(zhǔn)電阻器檢定系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　有源大功率直流標(biāo)準(zhǔn)電阻器中的高精度電子變壓箱的電路主要是由模/數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC、DSP、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器DAC、放大、濾波電路和外部接口等組成，。從式，.=11.0rs/u;=/o-.中看出，在檢定中需要等效電阻值精準(zhǔn)的關(guān)鍵是電子變壓箱的變壓系數(shù)后精準(zhǔn)。電子變壓箱通過其系統(tǒng)的一系列濾波采樣能夠讀取精準(zhǔn)Ⅱ;，相對(duì)于UO、n;的誤差可以忽略不計(jì)。采用高分辨率的DAC和溫度系數(shù)不低于I肛V/"C的電壓參考源共同保障‰的準(zhǔn)確度。所以，理論上后的準(zhǔn)確度可以達(dá)到0.05%。

　　2.2誤差分析

　　有源大功率直流電阻器的直流標(biāo)準(zhǔn)電阻等級(jí)一般在0.01%，而高精度電子變壓箱的誤差主要來源于其中的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器DAC，轉(zhuǎn)換帶來約lO斗V的誤差。因此，理論誤差應(yīng)不低于0.05%砍可面兩‘可而再矛一o.05%檢定直流電阻測(cè)試儀使用的有源大功率電阻器，在不同測(cè)量范圍的實(shí)際準(zhǔn)確度

　　3、結(jié)束語

　　實(shí)驗(yàn)表明：采用固定電阻值的大功率直流標(biāo)準(zhǔn)電阻與精密電子變壓箱構(gòu)成的有源大功率直流標(biāo)準(zhǔn)電阻器可有效避免校驗(yàn)時(shí)大電流、大功率帶行堆焊處理(管子與鰭片同時(shí)堆焊)，堆焊區(qū)域?yàn)樵缚p上下各約50 mill。堆焊后打磨，使管子與堆焊層之間平滑過渡，過渡區(qū)域長(zhǎng)度約20一25衄。

　　目前部分電廠在該部位采用噴涂防磨涂層處理，但一般防磨涂層與基材結(jié)合達(dá)不到冶金結(jié)合的強(qiáng)度，加上涂層與管材膨脹系數(shù)的差異及熱阻的存在，防磨涂層容易形成分層鼓包脫落，在脫落處形成磨損。另外，防磨涂層給該區(qū)域磨損后焊接修補(bǔ)處理帶來極大不便。