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FLUKE5700A校准器的检定与校准

FLUKE5700A校准器的检定与校准

点击数:7198 次   录入时间:03-04 11:58:30   整理:http://www.55dianzi.com   经验交流
摘要:根据日常检定工作的经验对5700A/5725A多功能校准器(其中5700A为标准源,5725A为放大源)的检定和校准进行了讨论和总结,针对传统的校准器检定规程中的一些方法问题进行探讨,并对数据中的部分指标进行了分析。
关键词:多功能校准器;检定;校准

5700A/5725A多功能校准器是美国FLUKE公司生产的一款计量测试标准仪器,它具有功能完备、准确度高、测量范围广泛、自动化程度高等一系列的优点,所以近年来在国内的计量测试方面得到了广泛应用。对于电力系统来说,它在各科研院所的数字多用表的日常检定和校验工作中也起到了很好的作用,保障了常规计量标准(交直流电压、交直流电流和直流标准电阻等)的量值传递的可靠性和高效性。
该仪器采用了先进的原器校准和仪器内部自校准技术。同时,它的不确定度技术指标的表示与以往的校准器表示方法相比有了很大的改进,引入了绝对不确定度和相对不确定度,这对于正确理解和应用仪器的各项技术指标以及对仪器的日常使用、检定校准时的分析工作提供了新的参考依据,具有重要意义。
对此,就5700A/5725A的检定校准方法,技术指标的理解分析进行了探讨。

1 5700A/5725A多功能校准器的检定/校准
  在实际检定时所要遇到的诸如最大允许误差的确定、检定的过程、何时进行自校准等一系列技术问题应该如何解决呢?以下就这方面进行探讨。
1.1 最大允许误差的确定
最大允许误差是计量检定机构判别仪器是否符合技术指标要求的基本依据。
首先,要明确检定/校准周期。通常规定的计量检定周期为一年。那么,就应该以5700A/5725A多功能校验器一年的绝对不确定度指标作为判别仪器是否超差的依据。尤其需要注意的是,在确定最大允许误差时,要正确理解FLUKE公司关于不确定度指标的意义,即仪器的不确定度指标与校准所采用的校准标准的绝对不确定度有关。
FLUKE5700A/5725A多功能校准器给出了一年内温度范围正负5 ℃、置信度99%条件下的绝对不确定度指标,对直流电压220 mV点一年的绝对不确定度指标为:(9×0.22 0.5)×10-6=2.48 μV,即最大允许误差为2.48μV,那么5700A/5725A多功能校准器的实际输出值范围219.997 52 mV至220.002 48 mV内合格,否则,就是超差。
如果采用其他的标准仪器进行检定,绝对不确定度必须用所用标准的不确定度与表1中的差进行修正。
如果采用的直流电压参考标准的绝对不确定度是2.5×10-6 ,FLUKE5700A/5725A多功能校准器的最大允许误差为:(9×10-6-1.5×10-6 2.5×10-6)×设定值 0.5 μV=10×10-6×设定值 0.5 μV。
设定在220 mV点的直流电压条件下,带入上式,则输出不确定度为2.7 μV,即采用该标准器校准之后的FLUKE5700A/5725A多功能校准器在220 mV点的直流电压输出在99%置信,绝对不确定度为2.7 μV。实际输出值在范围219.997 30 mV至220.002 70 mV内合格,否则,就是超差。

1.2 仪器技术指标的调节
  
FLUKE5700A/5725A多功能校准器给出了校准后24 h、90 d、180 d、1 a,温度范围正负
5 ℃、置信度99%条件下的绝对不确定度指标。在日常的实际检定时,可以根据自己的使用条件,对技术指标进行选择性使用。在短时间内可以规定极高的性能水平,只是这种水平保持的时间很短,这主要是低频噪音和仪器对校准标准的跟踪能力的影响。长期的技术指标主要体现出一起累积漂移、环境影响等因素的作用。
  在检定过程中,要弄清楚何时需要对仪器输出进行调节,或者调节的依据和原则是什么,以及什么条件下只检定不调节,什么情况下又应该进行调节。
一种观点是只有当检定点超差或接近超差时,才进行调节。实际上很多实验室,在对某一点的技术指标超过规定极限的70%时,才进行调节,这主要是考虑到仪器检定周期内的稳定性因素的影响要小于30%。即在下一个检定周期内,稳定性的附加影响加上70%之后,仍小于规定极限。这样既减少了调节次数,又减少了超差事故的几率,对于没有自校准和仪器内部自校准功能的仪器较为适用。
另一种观点是在可能的情况下,在实施实验室检定过程中都应该校准,其目的是将仪器的实际性能放在其范围的中间,使仪器能够尽可能的处于最佳状态。无论是否发现检定点超差,由于FLUKE5700A/5725A多功能校准器具有原器校准和内部软件自校准的功能。它支持不开壳校准,而且校准过程简单明了,操作简便易行,每个检定周期均应该进行校准、调节,使其技术指标达到最佳状态。
1.3 检定周期和检定过程
技术指标是仪器在特定的时间间隔内能够满足的技术要求,检定校准周期反映了在特定时间内保持给定技术指标的能力。检定过程就是要对检定间隔内仪器保持技术指标的能力进行判定。
对FLUKE5700A/5725A多功能校准器给出了1年的绝对不确定度指标,反映了校准1年内仪器稳定性、温度影响因素、线性、传输线和负载调整的影响,以及对采用的校准标准的溯源能力,这些影响的总和小于绝对不确定度。对仪器的检定就是对这一指标进行考核。
对FLUKE5700A/5725A多功能校准器的检定校准,首先必须明确校准只能使其技术指标处于最佳状态。在误差带的中间,不能对仪器的稳定性产生任何作用。由于仪器的漂移等因素的影响,1 a后,仪器的技术指标可能超差,也可能满足要求。
检定过程就是要对检定间隔内仪器保持技术指标的能力进行判定,包括稳定性及漂移的因素等。


超差情况下,表明该仪器的稳定性能下降,不符合技术指标要求,或者修理、或者降
低级别使用、或者缩短校准周期。
不超差但不校准的情况下,很明显,下一个周期内,很可能出现超差。
不超差但检定完毕后还对仪器进行校准,检定不超差反映仪器在上一个检定周期内的稳定性、漂移等因素影响满足要求,加上校准的修正,基本体现了下一个检定周期的稳定性能和对标准的溯源能力。
因此,对FLUKE5700A/5725A多功能校准器的检定、校准,应该先进行检定,确定仪器在检定周期内的稳定性、漂移等影响因素满足要求,然后再对仪器的技术指标进行校准,使其技术指标达到最佳。再按照24 h的技术指标进行测试,应该满足24 h的技术指标。条件允许的情况下,还可以考察30 d的技术指标。
选择了原器校准附件,何时进行自校准,也是一个值得重视的问题。
首先,在5700A/5725A多功能校准器的稳定性考核期间不应该进行自校准,否则不能体现仪器的稳定性能。
其次,对于没有检定能力,需要向上级溯源的单位,两次检定的中间不应该自校准,否则会影响仪器下次的检定结果。
如果确实有必要使用仪器的短期不确定度指标,例如24 h技术指标,可以在使用前进行自校准,但在下次送检时应声明自校准的时间。上级检定部门根据自校准时间,采用30 d、90 d、180 d、1 a的技术指标进行考核、判别。
1.4 FLUKE5700A/5725A多功能校准器的校准方法
先将FLUKE5700A/5725A多功能校准器预热4 h以上。内校准一遍之后,准备好732 A直流参考标准一台,742A-1 Ω、742A-10 kΩ标准电阻器各一只。如果采用自动校准系统,可将IEEE-488接口与计算机相连接。
然后根据前面板的提示输入环境温度。依照说明书上的图示连接732A直流参考标准,根据提示输入上级检定部门提供的732A标准电压值。
当再次提问后,将732A反接,等待片刻后,电压标准校完。按四端钮接法将742A标准电阻器连接,等待,电阻标准校完。之后,FLUKE5700A/5725A多功能校准器将自动进行内部校准和数据处理,这个时间较长,需耐心等待。等数据处理完毕,可接上打印机接口,出具完整的输出校准报告。同时,还要对FLUKE5700A/5725A多功能校准器的校准检查功能进行数据处理,同样出具报告。
FLUKE5700A/5725A多功能校准器输出校准报告要表明最后校准时,5700A/5725A的偏差和增益调节。该报告要求以刚校准检查的数据为基础,表明校准器相对于内部检查标准的时间漂移。
每个内部参考的以前值,对5700A/5725A来说称为最近检查值,并参照有效常数存在EPROM中。
1.5 用5700A/5725A进行数表检定的基本方法
先将5700A的电源开关打开,等它自检完毕后,再打开5725A的电源,预热半小时以上。根据说明书规定,预热被检数字多用表。
按5700A前面板的规定将5700A与被检表连接好。在5700A的前面板上,按规定进行操作。检定完毕后,先关5725A的电源,再关5700A的电源。这种方法称之为直读法,最大的优点是简便易行。
最后在根据原始记录进行数据分析,判定是否合格,并据此出具检定报告。

2 FLUKE5700A/5725A多功能校准器指标的理解
正确理解和应用仪器技术指标,对计量测试仪器的使用和检定/校准具有重要意义,技术指标不是描述某一台仪器的性能参数,而是对一类仪器共同特性的描述,该型号的仪器都应该符合这一技术指标的要求。
  仪器的技术指标应该具有两个特点:
第一必须完备,应该包含足够的信息,如量程、范围、环境因素的影响等等;
第二应易于理解和使用,仪器技术指标应该准确、规范、统一。这对于仪器的正常使用、保持量值的溯源性和保证质量是至关重要的。

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