直流电阻箱误差对检定二次仪表的影响

詹喻威，李瑞泉

(中航工业北京航空材料研究院计量中心，北京100095)

1 问题的提出

直流电阻箱作为温度二次仪表的检定标准，主要用于检定输入类型为Pt100的温度二次仪表，用电阻箱模拟热电阻，并作为被检表的输入值，根据二次仪表的显示值与标准值的差来判定被检表是否合格［1］，根据JJG 617-1996《数字温度指示调节仪的检定规程》对检定标准器的要求，直流电阻箱要求误差小于被检仪表允差的0.2倍。

通常认为直流电阻箱作为二次仪表的检定标准，只要检定合格，就能满足检定二次仪表的要求;如果电阻箱检定不合格，就不能用于检定二次仪表。实际工作中发现，情况并非如此。

直流电阻箱能否作为二次仪表的检定标准，并不在于其是否检定合格。如果检定合格，但误差大于JJG 617-1996检定规程要求，也不能用作检定标准使用;相反，即使检定不合格，其误差小于规程要求，经评估后仍可使用。本文就直流电阻箱与二次仪表之间的转换关系进行讨论，并就其能否作为二次仪表检定标准给出了评估方法。

2 分析与讨论

以ZX25a型直流电阻箱为例进行讨论。该型电阻箱为0.02级，因其具有接触电阻小、寿命长、精度高和稳定性好等优点，是检定二次仪表首选标准，该表阻值调整范围:0.01～11111.10 Ω［3］，各盘的精度等级如表1所示。

表1 电阻箱各盘的精度等级

电阻箱某盘某档的最大允许误差=测量盘×档位数×精度等级，由此公式可得，×100盘3档的允许误差为0.06 Ω。作为二次仪表的检定标准，其误差应小于0.05 Ω。如果×100盘3档的误差恰在两者之间，即0.05 Ω≤×100盘3档误差≤0.06 Ω，则电阻箱在该档合格，并且当电阻箱在其他档位都合格的话，该电阻箱可判为合格。在这种情况下，由于其误差不小于0.05 Ω，因此检定合格的电阻箱将不能作为二次仪表的检定标准。

相反，检定不合格的电阻箱有时也能满足作为二次仪表检定标准的要求，以ZX25a型电阻箱某次检定不合格的情况做分析。检定数据如表2所示。

表2 电阻箱盘的检定数据 Ω

根据以上数据并对比各盘的允许误差范围，可得出表3的结论，该电阻箱在×0.01盘各档示值误差均超出允许误差范围，判为检定不合格，因此该电阻箱不能用于电阻测量［4］，但由下文评估方法可以看到，电阻箱仍可以作为二次仪表的检定标准。

表3 电阻箱末盘检定结果 Ω

3 评估方法

利用表2给出的检定数据，可对直流电阻箱能否作为二次仪表的检定标准进行评估，本文给出了两种评估方法。

3.1 最小分辨力评估法

依据JJG 617-1996检定规程的要求，电阻箱的误差小于被检仪表最大允许误差的0.2倍。因最小分辨力必定远小于最大允许误差，如果测量误差小于最小分辨力的0.2倍，则该误差小于被检表最大允许误差的0.2倍，满足使用要求。所以根据检定数据，确定测量盘引入的误差小于最小分辨力的0.2倍，就可以判断该电阻箱符合检定二次仪表的要求，可作为检定标准使用;反之，该方法失效。

一般而言，对于精度较高的二次仪表，其最小分辨力为0.1℃，0.1℃ ×0.2=0.02℃，换算成电阻，1℃相当于 0.35 Ω，因此 0.02℃ ×0.35 Ω/℃ =0.007 Ω，因此，如果电阻箱最小盘的误差在±0.007 Ω范围内，就满足该要求。

根据检定数据:×0.01盘最大误差为0.0089 Ω，大于0.007 Ω的要求，因此用最小分辨力方法尚不能确定该电阻箱能否作为二次仪表的检定标准。

3.2 最大允差评估法

上面已计算过，如果电阻箱的最大误差在±0.05 Ω范围内，该电阻箱可以作为检定标准使用，反之，则不能作为检定标准。计算电阻箱的最大误差有几种不同的方法可供选择。

1)找出误差最大值，并送检测出实际误差的方法

找出各档 (因Pt100分度表的值最大仅为313 Ω，×100盘只用1～3档，×1000盘不用，不予考虑)误差最大的点，以表2检定数据为例，×100盘第2档点为误差最大的点，误差是0.003 Ω;×10盘为第1点0.0002 Ω， ×1盘为第5点0.0001 Ω; ×0.1盘为第7，9点0.0003 Ω; ×0.01盘为第1点0.0089 Ω。因此215.71 Ω和215.91 Ω这两个阻值的误差最大，有条件的话，可以把电阻箱再次送检，核实电阻箱这两个电阻值的实际误差，如实际误差小于0.05 Ω，则说明该电阻箱的最大误差小于JJG 617-1996检定规程的要求，可以作为检定标准使用，反之，则不能使用。

2)各档最大误差累加的方法

由于再次送检将无谓地增加费用并占用时间，可以利用现有的数据进行粗算，即将215.71 Ω和215.91 Ω两值，用证书给出各点的误差进行相加，因证书给出的误差经过修约，因此误差应该是偏大的，如果相加后的误差仍满足要求，那么就说明该电阻箱可以使用，如不满足仍须按上一种方法确认是否可用。误差相加后为 (0.003+0.0002+0.0001+0.0003+0.0089)Ω=0.0125 Ω，远小于0.05 Ω 的要求，因此可判断该电阻箱可作为检定标准使用。

3)粗略计算方法

我们知道，电阻箱不合格的原因为各盘在使用中由于磨损致使接触电阻不断增大，而最小盘的使用频率最高，磨损也最大，从理论上讲，最小盘给出的阻值的误差应该最大，因此可以用最小盘误差的5倍来计算最大误差，为0.0089 Ω×5=0.0445 Ω，也小于0.05 Ω，因此也能判断电阻箱可以作为检定标准使用。

从以上评估可以看出，后两个评估方法均可判断电阻箱在末盘超差的情况下，电阻箱仍满足作为二次仪表的检定标准的要求，也即电阻箱检定不合格，但其仍然可以作为二次仪表的检定标准。

4 结论

通过本文的讨论可以看出，电阻箱作为二次仪表检定标准，其检定结果并不能说明是否可用，必须经过评估方可确定是否符合二次仪表检定标准的要求。

［1］国家技术监督局.JJG 617－1996数字温度指示调节仪的检定规程［S］.北京:中国计量出版社，1996.

［2］日本岛电公司.SR93温控仪使用说明书 ［Z］.

［3］上海电工仪表厂.ZX25a型直流电阻箱使用说明书 ［Z］.

［4］国家质量监督检验检疫总局.JJG 982-2003直流电阻箱检定规程［S］.北京:中国计量出版社，2003.