參考級直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)

李晶晶, 王乾娟, 孫 智, 金海彬, 羅春妹, 黃文鈺

(北京東方計(jì)量測試研究所,北京 100086)

1 引 言

直流電壓是電磁計(jì)量學(xué)中最基礎(chǔ)的參數(shù),為電磁計(jì)量及其它計(jì)量領(lǐng)域提供溯源依據(jù)。直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源由于準(zhǔn)確度高、測量范圍寬,通常作為保存和復(fù)現(xiàn)直流電壓量值的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備廣泛應(yīng)用于各級計(jì)量機(jī)構(gòu)。不確定度為10-6量級的參考級直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源的校準(zhǔn)[1～4],需使用技術(shù)指標(biāo)在10-6～10-7量級的固態(tài)電壓標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)電池)及直流標(biāo)準(zhǔn)分壓箱等標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,這些設(shè)備均無程控接口。傳統(tǒng)的手動(dòng)校準(zhǔn)效率低、注意事項(xiàng)多、操作過程繁瑣,校準(zhǔn)人員的技術(shù)水平、工作經(jīng)驗(yàn)對測量結(jié)果影響極大。在手動(dòng)校準(zhǔn)過程中操作人員會(huì)經(jīng)常性換接線纜,在接觸測試線纜或者儀器接線端子后會(huì)造成熱電勢殘留,其耗散時(shí)間約為數(shù)min至數(shù)十min；接觸熱電勢絕對值最大一般在數(shù)十μV量級,如不加注意則會(huì)引入較大熱電勢誤差。因此,有必要引入自動(dòng)校準(zhǔn)程序,將上述影響量最小化。美國NIST開發(fā)了一套多功能校準(zhǔn)系統(tǒng)(MCS),主要校準(zhǔn)對象是高精度數(shù)字電壓源、電壓表,這套系統(tǒng)大部分的校準(zhǔn)過程都可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,但是還需要操作人員根據(jù)系統(tǒng)功能改變接線以及切換部分開關(guān)。日本MTA公司研制了一套直流電壓校準(zhǔn)器和直流電壓表的自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng),可用于校準(zhǔn)直流電壓源和直流電壓表的1 V,2 V,10 V,20 V和100 V電壓,最佳測量點(diǎn)相對不確定度為0.3×10-6。中國計(jì)量科學(xué)研究院(NIM)的多功能源校標(biāo)準(zhǔn)裝置主要由固態(tài)電壓標(biāo)準(zhǔn)、空氣電阻器以及自研比例分壓箱組成,采用手動(dòng)校準(zhǔn)。……