整理直流电位差计检定规程.docx

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整理直流电位差计检定规程

直流电位差计检定规程

VerificationRegulationofDCPotentiometers

本检定规程经国家计量局于1988年2月6日批准，并自1989年1月1日起施行。

归口单位：

上海市标准计量管理局

起草单位：

上海市计量技术研究所

本规程技术条文由起草单位负责解释。

本规程主要起草人：

顾玉琴（上海市计量技术研究所电磁室）

直流电位差计检定规格

本检定规程适用于新生产、使用中和修理后的电阻型直流电位差计（以下简称电位差计）的检定。

本检定规程不适用于：

a自动获得零平衡的电位差计；

b用平衡检测器刻度获得部分指示值的电位差计；

c直流电流比较仪式电位差计；

d其他特殊用途的电位差计。

一技术要求

1外观及标志

1.1电位差计的铭牌或外壳上应有：

a制造厂名称或商标；

b产品型号、出厂编号和准确度等级；

c有效量程及线路绝缘电压。

1.2所有端钮应标出极性和功能。

1.3电位差计上应有封印位置。

2电位差计的准确度等级、检定温度和相对湿度范围；使用温度和相对湿度范围见表1

3电位差计的允许基本误差由下列两部分组成

与基准值有关的常数项；

与测量盘示值成比例的可变项。

其表达式：

式中：

Elim-允许基本误差（V）；

Un-基准值（V）；

X-测量盘示值（V）；

α-准确度等级。

表1

允许基本误差公式中包括电零电势和热电势。

注：

基准值Un电位差计各有效量程的基准值应为该量程内最大10的整数幂。

也可用相对误差公式表示：

4电位差计测量盘的增量线性

4.1对同一被测量值所获得的任意两个测量盘示值之误差的差值，不应超过允许基本误差的一半。

4.2在任何一个测量盘任意两个相邻度盘示值间的误差的差值，不应超过两个相邻度盘示值的允许基本误差（符号相同）平均值的一半。

5电位差计测量盘的最小步进值或滑线盘分度值应符合下式

6电位差计的标准化独立线路

如果电位差计在任何量程上不用测量盘，而是用独立线路进行标准化时，由这种标准化引入的误差不应超过允许基本误差的1/2。

7电位差计的内附工作电流调节装置，其调节细度应小于1/10a%，在调节范围内应平滑连续。

8当电位差计测量盘在任意示值下，其接标准电池端钮的电压（或工作电流）的相对变化应小于1/10a%。

9具有内附检流计的电位差计，其检流计应满足下列要求

9.1灵敏度。

9.1.1在测量回路处，当测量盘电压变化a%时，引起检流计偏转应不小于1mm。

当达不到上述要求时，应具有外接检流计端钮，测量条件如下：

a电源电压为额定工作电压；

b测量盘的示值处于上限；

c被测端钮的外接电阻等于电位差计测量回路的输出电阻。

9.1.2在标准回路处，当标准电势（或工作电流）变化a%时，引起检流计偏转应不小于0.5mm（如果是电子放大检流计应不小于1mm）。

9.1.3多量程电位差计，至少要有一个量程满足上述要求，如果其他量程不能满足上述要求时，则应具有外接检流计的端钮。

9.2阻尼时间。

应不超过5s。

9.3结构。

检流计应具有机械调零装置，无机械锁定装置的检流计，应具有可能使检流计短接的装置。

9.4采用电子放大检流计的要求：

a预热时间：

0.1级：

小于或等于5min。

0.02级，0.05级：

小于或等于15min。

b漂移：

预热后10min，零位变化小于或等于1mm，4h零位变化小于或等于5mm。

c抖动：

眼睛不易看出。

d面板上应具有电气调零器。

如果在使用温度范围内检流计的漂移小于1mm，则允许不装电气调零器。

10电位差计的绝缘电阻

10.1当测量一个具有高达10kΩ的源电阻或具有10kΩ或更大的对地电阻的电压时，因电位差计的内部泄漏而引起的误差应不超过1/3a%。

10.2在直流500V±10%的电压下，电位差计线路对与线路无电连接的任意点导电部件之间的绝缘电阻值，应不低于表2规定。

表2

10.3测量线路补偿电阻小于或等于1kΩ的电位差计，如果不能获得表2中规定的绝缘电阻值时，制造单位可以另行规定，但最低不得低于表3的规定。

表3

11电位差计的线路绝缘电压

按表4规定的试验电压加于所有连接在一定的电位差计线路与测试用的参考接地端之间，应能承受频率45～65Hz的实际正弦波交流电压，历时1min试验，而无击穿或无放电现象。

电位差计的线路绝缘电压，标志和试验电压见表4。

表4

测试用的参考接地端应包括所有此线路无电气连接的导电部件，若绝缘外壳上没有导电部件时，则用一金属箔片覆盖整个被检电位差计（金属箔与接线端钮之间应留有20mm间隙），作为参考接地端。

二检定条件

12检定电位差计时，由标准器、辅助设备及环境条件等所引起的检定总不确定度应不超过被检电位差计允许基本误差的1/3。

辅助设备一般包括：

检流计、工作电源、标准电阻、标准电池、调节装置和其他辅助仪器。

13标准电位差计应具有与被检电位差计相应的量程，其测量盘的最小步进值应小于被检电位差计的最小步进值，当用的标准电位差计，其上限与最小步进值不能同时满足要求时，允许用若干台标准电位差计联合组成。

标准电位差计的误差应不超过被检电位差计允许基本误差的1/5。

它可以属下列三种：

a比被检电位差计高二级，并仍满足上述1/5的条件；若不能满足1/5的条件，应引入修正值使用；

b用整体检定或按元件检定的电位差计，其检定误差小于被检电位差计允许基本误差的1/7，引入修正值后可以检定同级。

标准电位差计的年稳定度，应不低于被检电位差计允许基本误差的1/10。

前三个测量盘内有分路盘的电位差计，一般不宜作标准电位差计使用。

14检定装置中检流计灵敏度不够引起的误差，应不超过被检电位差计允许基本误差的1/10。

15检定装置的直流电源，应保证工作电流的相对变化引起的误差不超过被检电位差计允许基本误差的1/10。

16标准电阻：

扩大量程用的标准电阻，其准确度等级应不低于0.1%；检定量程系数比用的标准电阻，引入修正值后所引起的误差应不超过被检电位差计允许基本误差的1/7。

17标准电池的准确度等级为被检电位差计准确度等级的1/10。

18检定装置中开关的要求：

电压回路的开关，其热电势的变差不得大于被检电位差计测量盘中最小允许误差的1/10；电流回路内的开关，其接触电阻的变差与回路总阻之比不得大于1/20a%。

19检定装置中下列任何两个部件（相互不连接时）之间的绝缘电阻，应不低于下式的规定：

式中：

RJ-绝缘电阻（MΩ）；

a-标准电位差计的准确度等级；

R-被测电压的内阻10kΩ。

a标准电位差计；

b标准电位差计的工作电源；

c供标准电位差计校准用的标准电池；

d检流计；

e被检电位差计；

f被检电位差计的工作电源；

g被检电位差计校准用的标准电池；

h彼此分开的其他辅助设备。

如果标准电位差计和被检电位差计对检定装置绝缘电阻的要求各不相同，则应根据较大者确定。

20如果在检定过程中发现静电感应和泄漏电流，则应采取相应的屏蔽、接地等措施予以消除。

21测量绝缘电阻时，对测试仪器的要求为：

a测量误差≤±3%；

b直流电压为500V（±10%）。

22线路绝缘电压试验时，对高压试验台的要求为：

a有足够的输出功率，试验方法为：

先将高压试验台两输出端空载（即开路），电压升到欲试验电压的50%，随后接上被检电位差计，观察此时电源电压的跌落，若电压跌落小于那个电压的10%，则认为高压试验台具有足够的输出功率；

b试验电压误差≤±2.5%；

c绝缘击穿时继电器动作电流为5mA（此电流为高压侧的输出电流）；

d电源频率为45～65Hz；

e输出电压应能连续调节。

23电位差计检定时的环境条件要求：

23.1检定时的环境条件应按表1的要求进行。

23.2绝缘电阻的测量及线路绝缘电压的试验应在下列规定的环境条件下进行：

a温度：

15～35℃；

b相对湿度：

45%～75%；

c无露水、霜冻、渗水、雨水及阳光辐、照射等情况。

三检定项目

24检定项目见方框图1

图1

四检定方法

25外观及内部线路检查

25.1对新生产的电位差计铭牌、外壳上应有第1条规定的标志，电位差计的外露部件、开关、电刷及插销等的接触状况应良好；对使用中的和修理后的电位差计如发现某一项已严重影响电位差计的计量性能时，应修复后再进行检定。

25.2对具有内附检流计的电位差计，还应检查检流计是否具有机械调零和锁定装置，无机械锁定装置的，应具有可能使检流计短接的装置。

25.3用欧姆表检查电位差计的内部线路，如发现短路、断路等现象应修复后再进行检定。

将被检电位差计放在第23.2款规定的环境条件下稳定24h后，才能测量绝缘电阻和线路绝缘电压试验。

26绝缘电阻的测量

26.1将电位差计的各端钮用裸铜线连接后接到绝缘电阻测量仪的一端，而将另一端接到与线路无电气连接的导电部件，测得的绝缘电阻值应不低于表2或表3的规定。

绝缘电阻测量仪上的读数应在施加电压后1～2min之间进行。

26.2对10.1款，电位差计内部泄漏检测时，对被检电位差计无泄漏屏蔽的功能绝缘电阻试验按图2；有泄漏屏蔽的功能绝缘电阻试验按图3。

图2无泄漏屏蔽的试验线路

图中：

EX-被测电压（V）；

R1-被测电压的源电阻（内阻10kΩ）；

R2-对地电阻10kΩ；

RJ-电位差计线路与静电屏蔽之间的绝缘电阻值（MΩ）；

RJ1-电位差计泄漏屏蔽与静电屏蔽之间的绝缘电阻值（MΩ）。

图3有泄漏屏蔽的试验线路

RJ2-电位差计线路与泄漏屏蔽之间的绝缘电阻值（MΩ）。

-表示被测电压的负端与泄漏屏蔽端连接端；

-静电屏蔽端。

功能绝缘电阻试验方法如下：

a在被检电位差计中取基准值之点为被测电压EX，在检定环境条件下，测量并记录电位差计的示值误差为U1；

b将EX的正端与R1串接（使a、b两端之间的电阻为10kΩ）；并将R2接到EXa端（及b端）与静电屏蔽端之间；〔若有泄漏屏蔽的电位差计，泄漏屏蔽端与EX的负端（或正端）相接〕，按程序a的条件测量并记录电位差计的示值误差U2（或U′2），取二者中较大的一个值代入下式：

c按上述方法，再选取基准值上、下间隔相等的任意二点，做功能绝缘电阻试验。

试验结果取三者中最大的一点作为电位差计内部泄漏而引起的误差。

27线路绝缘电压试验

将电位差计的各端钮用裸铜线连接后接到高压试验台的一端，而另一端接到测试用的参考接地端上，试验电压以100V/s速率平稳上升至表4所规定的电压值。

试验中不可出现明显的瞬变现象，历时1min后无击穿或无放电现象则为合格，然后将电压再平稳地降至零。

线路绝缘电压试验时，应严格按照有关安全操作规定进行。

将被检电位差计再放在第23.1款规定的检定温度和相对湿度条件下，至少稳定2h后，才能做以下项目的检定。

28调节电阻平滑性和精细度的检查

图4

图4为检查调节电阻平滑性和精细度的接线图。

按图4接线，将标准和被检电位差计都置于标准工作状态，再将被检电位差计的工作电流调节盘RP都放在最大阻值的位置，调节标准电位差计的工作电流调节盘RP，使检流计光标处于标尺中间，然后转动被检电位差计的RP各盘（注意检流计应外加分流器或用微安表代替，以防止粗调时损坏检流计）。

对同一个盘的每个步进值应使检流计的偏格数基本相同，而且各盘间的覆盖性要好，这样就能确保工作电流调节的连续性和平滑性。

然后再检查RP微调盘的调节细度。

其方法：

将被检电位差计的RP各盘调到最小位置，改变最末一个盘的一个步进值（滑线式的则位移1mm），观察检流计的偏转格数Δαx，然后再改变温度补偿盘的一个步进值ΔUn，观察检流计的偏转格数Δαn，从而可求得检流计的电压常数：

调节电阻精细度应满足下式要求：

式中：

ΔRP-调节电阻RP的最小步进值（Ω）；

∑Pmin-电源回路总阻的最小值（Ω）；Δαx-变动ΔPR时引起检流计偏格数（mm）；

α-电位差计准确度等级。

29电源回路电阻相对变化的检查

电位差计处于标准工作状态，按第28条求出检流计电压常数CV，然后将被检电位差计的测量盘逐个转动后放任意示价值（测量盘转动时，检流计按钮应断开，以免检流计受冲击而损坏），观察检流计的偏格数Δαk，应满足下式要求：

式中：

ΔRk-测量盘转动时回路电阻的变差（Ω）；

Δαk-回路电阻变差引起的检流计偏格数（mm）。

30电位差计内附检流计的灵敏度、阻尼时间、零位漂移和抖动的检查

30.1内附检流计灵敏度检查

按图5连线（或者可将被检电位差计与另一台型号相同的电位差计对接）。

图5内附检流计灵敏度试验图

图中：

U2-试验电压（约为被试电位差计满度值）（V）；

R2-试验电阻，阻值约等于被检电位差计测量回路的输出电阻（Ω）；

K-开关；

B-电源；

R1-可调电阻箱。

检查方法：

在调好电位差计工作电流后，先检查内附检流计在测量回路处的灵敏度，后检查内附检流计在标准回路处的灵敏度，对检查无温度补偿盘电位差计的内附检流计在标准回路处的灵敏度，是利用检流计处于测量位置时（已平衡）改变测量盘电压α%U，使检流计偏转，然后调节工作电流调节盘使检流计回零，再将“标准-未知”开关倒向标准处，从而观察检流计的偏转不应小于5mm（电子放大式检流计应小于10mm）为合格。

30.2阻尼时间检查：

按图5接线，将测量盘置于零位，调节可变电阻R1，使检流计偏转至满度，将开关K断开，用秒表测量检流计从满度至离开零线小于1mm时的时间，即为阻尼时间。

30.3零位漂移和抖动检查：

当内附检流计为电子放大式检流计时，预热后将检流计调至零线，然后观察检流计在10min后离开零线的偏转不应大于1mm，4h离开零线的偏转不应大于5mm，检流计通电预热后，不应有用眼睛看得见的抖动。

31零电势和热电势的测定

电位差计的零电势和热电势的测定均不用标准电位差计。

首先把被检电位差计的未知端用干净紫铜线短路，各测量盘均放零，“标准-未知”开关倒向未知，然后接通电源，改变最后一个测量盘，求出检流计的电压常数，最后在电源正、反向下读得检流计两次偏格α正、α反，取两次偏格数和的平均值α0；两次偏格数差的平均值αT，则电位差计的零电势为：

零电势的正负符号由α0确定，当α0的偏转方向跟Δα的偏转方向同向时为正，反之为负。

零电势应在全部测量盘每转动一次测量一次，重复测量三次，三次数据中的最大差值即为零电势的变差。

三次数据的平均值即为平均零电势。

电位差计的热电势为：

在确定被检电位差计热电势时，要求检流计回路的热电势小于被检电位差计的允许基本误差（与基准值有关的常数项）的1/10。

若达不到，则应采取措施消除。

32示值基本误差及变差的测定

32.1示值基本误差的测定：

通常用对检法（也称补偿法）。

对检法中又可分为直接比较法、差值法和电流比较仪电位差计法。

检定时可根据实际情况任选一种（具体检定方法参看附录3）。

测定基本误差的顺序如下：

32.1.1将电位差计各转盘从头到尾转动几次。

32.1.2按选取的检定方法，接好线路，调好工作电流。

将线路通电一段时间，使整个线路的热状态及工作电流稳定。

32.1.3对标准：

a如用直接对接法，标准和被检两电位差计的温度补偿盘均放在1.01860V示值上（见附录3图3）。

b如用标准电池去，标准和被检两台电位差计的温度补偿盘应放在该温度下标准电池所对应的示值上。

c如检定具有内附检流计的电位差计时，标准电位差计的“标准”端接标准电池，其温度补偿盘应放在该温度下标准电池所对应的示值上；具有内附检充计的电位差计应自对标准（见附录3图4）。

32.1.4测定各测量盘示值的实际值

a从测量盘中的最后一个盘开始，倒进上去，逐一用标准电位差计测定被检电位差计各示值的实际值（或用辅助回路测量电位差计示值的差值）。

b如果被检电位差计有负的示值而标准电位差计没有，则应将被检电位差计的电源反向，按同样的方法把所有负的示值测完。

c对检电位差计的前两盘时，每测完2～3个示值后，必须检查被检和标准两电位差计内工作电流是否相对稳定，如发现工作电流的变化已超过1/10aa%的规定时，须重新调节，并对最后一、二个示值重测一次。

当工作电流相当稳定或测定后几个测量盘时，可适当减少检查工作电流的次数。

d测量盘内有滑线电阻的电位差计，初次检定时，应对滑线电阻上所标有数字的各示值进行测定；周期检定时，可每隔10点测定，对标有数字以外的各刻线可利用观察检流计的偏转简要地检查一遍。

e如被检电位差计没有零位示值，则对各示值进行测定时，已加入了初始值。

在对电位差计各示值测定完后，将各示值所测得的电压值减去初始电压值，就求得该示值的实际值。

f为了消除热电势的影响，对被检电位差计中基本误差小于1μV的各示值，应分别在工作电流正向和反向下进行两次测量。

每一示值的两次测量应该紧挨着进行，并取两次测量结果的算术平均值作为该示值的实际值。

32.1.5示值变差的测量：

可在电位差计后两盘内各自任选一点，在该盘从头到尾转动一次，测量一次，重复测量三次（转动与测量之间应相隔若干分钟，以便消除可变热电势），三次测量数据之间的最大差值作为该点示值的变差，应小于被检电位差计允许基本误差的1/10。

33其他量程的检定

多量程电位差计的检定，只需对全检量程作全部示值的测定，而对其他量程只需测定量程系数比（相对于全检量程的比例系数）。

量程系数比的测量误差不应超过被检电位差计允许基本误差的1/3。

测量方法如下：

a当全检量程的基准值乘以量程系数比得到的值小于标准电位差计测量盘的上限时，必须选取被检电位差计基准值邻近相互有一定间隔的任意三个示值，然后用标准电位差计测量它们在其他量程上的实际值，量程系数比的实际值M按下式计算：

式中：

U1，U2，U3-被检电位差计

（1）、

（2）、（3）示值在全检量程上被测得的实际值（V）；

U′1，U′2，U′3-被检电位差计

（1）、

（2）、（3）示值在其他量程上被测得的实际值（V）。

要求三个比值U′1/U1，U′2/U2，U′3/U3的相对值互相之差不应超过。

b当全检量程的基准值乘以量程系数比得到的值大于标准电位差计测量盘的上限时，可选择被检电位差计第Ⅰ测量盘的头1～2个示值，然后按a方法测量和计算。

若标准电位差计的误差小于被检电位差计允许基本误差的1/10，则上述规定的测三个示值，可改为测一个示值。

如果标准电位差计的读数不够，则可按附录3（7）所述用标准电阻的方法测量程系数比M。

为了得到电位差计其他量程示值实际值，须将电位差计全检量程的实际值乘上量程系数比M，确定其是否合格。

34温度补偿盘误差的测定

34.1若标准与被检两台电位差计的温度补偿盘其补偿范围和步进值都相适应，则可按检定测量盘的方法将温度补偿盘各对应的示值一一进行比较。

若标准与被检两台电位差计温度补偿盘的补偿范围和步进值都不相适应，则应使被测电压大于

1.1V的标准电位差计的“未知”端与被检电位差计的“标准”端相对接，以被检电位差计的1.01860V为标准调好工作电流，然后使被检电位差计温度补偿盘其余各示值与标准电位差计测量盘上相对应的示值进行比较。

电位差计温度补偿盘各示值相对于参考值（1.01860V）的误差，不应超过被检电位差计的（1/10）a%。

如电位差计温度补偿盘中某一示值相对于参考值（1.01860V）的误差超过（1/10）a%，就将标准和被检两台电位差计的温度补偿盘放在该示值上对标准，重新检定被检电位差计测量盘示值误差中最大正误差和最大负误差的点（各选三点），若满足允许基本误差的要求，即为合格，反之不合格。

34.2具有独立线路进行标准化的电位差计，由这种标准化引入的误差检定方法如下：

a把标准和被检两台电位差计的测量盘均放被检电位差计的基准点电压，对接后，调节被检电位差计的工作电源，使检流计指零。

b用标准电位差计的测量盘来检定被检电位差计的温度补偿盘1.01860V（保持两台电位差计的工作电流不变），测得的值为UN代入下式：

35当配有电子式电源时，电源稳定度的测定

当电网电压为220V时，将电子式电源接到被检电位差计的电源端，被检电位差计的标准端接一只标准电池〔其年稳定度小于被检电位差计的（1/10）a%〕，使被检电位差计的“标准-未知”开关倒向“标准”，调节工作电流调节盘，使检流计指零，从而求出检流计的灵敏度，每隔5min读数，连续观察30min，根据检流计的偏格，计算出电子式电源的稳定度应小于（1/10）a%，另外再改变电网电压，从220V到240V及240V到200V，观察检流计的偏转，判断电子式电源的稳定度。

36在保证检定总的不确定度条件下，允许用本规程以外的其他方法进行检定。

五检定结果的处理

37根据检定所得的数据，先按下列公式计算，然后进行化整，要求化整位数约为（1/20）Elim，化整时应以1，2，5原则，采用四舍五入及偶数法则。

判断电位差计基本误差合格或不合格时，一律以化整后的数据为准，详见附录1。

计算公式：

式中：

ΔUx-被检电位差计的示值修正值（μV）；

UK=U′n-U′x继标准和被检电位差计上的读数之差（μV）；

U′n-标准电位差计的读数（μV）；

U′x-被检电位差计的读数（μV）；

ΔUn-标准电位差计的示值修正值（μV）；

〔U0〕-装置零位（μV）。

38按化整后的数据来检查测量盘的增量线性

38.1对第4.1款的增量线性，按下式计算后判断是否合格。

式中：

ΔUni-为第n个测量盘第i点示值的修正值（n=Ⅰ,Ⅱ……Ⅶ，i=0，1，2……，20）（μV）；

Enlimi+1-为第n个测量盘第i+1点示值的允许基本误差（μV）。

38.2对第4.2款的增量线性，按下式计算后判断是否合格。

若电位差计测量盘的最小步进值等于或小于第5条所规定的1/10ΔU时，则该测量盘的允许基本误差应小于该盘示值的1/2。

39被检电位差计的平均零电势应加在最后一个测量盘各示值的修正值上，以便对最后一个盘的示值进行修正。

40根据检定结果和相应的技术要求，判断电位差计合格与不合格。

41判断电位差计基本误差是否合格，应按各测量盘中最大误差（符号相同）综合计算是否符合允许基本误差公式。

对多量限电位差计，还应将测得的量程系数比的实际值乘上全检量程各测量盘中示值误差最大的点，并综合计算是否符合该量程的允许基本误差公式。

42根据检定结果，合格的电位差计出具检定证书，不合格的电位差计出具检定结果通知书，并注明不合格的情况。

在检定证书或检定结果通知书上应注明检定时的温度、相对淡度；对给出数据的电位差计应注明检定总的不确定度。

对0.02级及以上的电位差计给出各测量盘示值的修正值，对0.05级及以下的电位差计一般不给出各测量盘示值的修正值。

43根据检定结果，合格的电位差计出具检定证书，可按下列几种情况进行处理：

43.1对初次送检（包括缺少上一年检定证书的或刚修理过的）检定合格的，出具检定证书，但不予定级。

并在检定证书上注明：

“该电位差计各测量盘示值的实际值符合该等级的技术要求，但年稳定度未经考核，暂不定级。

”

43.2经连续二年检定，基本误差均合格者按下列三种情况处理：

a对不给出数据的电位差计，出具检定证书，并定级。

b出具数据的电位差计，其年变化小于允许基本误差时，出具检定证书并定级，检定周期为