◆TEPC36系列直流電阻測量儀 ◆ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)字式測量技術(shù)在電線電纜測試領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用, 在現(xiàn)有的國家標(biāo)準(zhǔn)中,已經(jīng)規(guī)定了可以采用電橋以外的其它電子測量儀器作為導(dǎo)體直流電阻的測試設(shè)備,可以預(yù)見在不遠(yuǎn)的將來,各種高性能的數(shù)字式直流電阻測量儀(數(shù)字式低阻計)將會逐步取代該領(lǐng)域中雙臂電橋的地位,使得測量工作更加快速、準(zhǔn)確、方便。揚州市蘇博電氣有限公司于 2004 年開始研制 TEPC36 系列直流電阻測量儀,作為一種電線電纜電性能試驗的設(shè)備,該儀表的設(shè)計目標(biāo)如下: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
TEPC36系列直流電阻測量儀(數(shù)字式低阻表,數(shù)字式微歐計,數(shù)字式電橋)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):Q/AEXJ3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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1.3 測量電流的選擇 在電線電纜導(dǎo)體電阻的測量中,選擇合適的測量電流是至關(guān)重要的,這是因為被測對象銅線或鋁線的電阻率具有很高的溫度系數(shù),測量電流過大會引起導(dǎo)線發(fā)熱,從而造成測量超差,在 GB/T3086.4 第 5.6 條中有銅導(dǎo)線測量電流密度不大于 1.0A/ mm 2 的規(guī)定;但是測量電流過小又會嚴(yán)重影 響儀表的靈敏度與分辨力,同樣對測量準(zhǔn)確度不利。本儀表具有 多電流測量功能,各個量程設(shè)置了不同的測量電流可供選擇,并在儀表面板上標(biāo)明。儀表設(shè)有“常規(guī)"與“低電流"兩種測量狀態(tài),可以通過面板開關(guān)加以選擇,儀器在“常規(guī)"測量狀態(tài)(常規(guī)測量電流)有六檔量程,具有測量準(zhǔn)確性高、抗干擾性能好的特點;在“低電流"測量狀態(tài)(低測量電流、高靈敏度)也有六檔量程 ,具有較高的測量靈敏度與分辨力。 該性能克服了目前數(shù)字表及某些電橋與數(shù)字式低阻表測量電流不能調(diào)節(jié),而且在某些檔位電流偏大引起被測導(dǎo)體發(fā)熱 , 電阻值隨著測量時間的增加向上漂移的缺陷,這一點在微細(xì)導(dǎo)線測量時尤為重要,例如直徑為 0.05mm 的銅導(dǎo)線 , 截面約為 2 × 10 -3 mm 2 , 1m 的電阻值約為 8.8 Ω ,按 GB/T3086.4 的要求計算 , 該導(dǎo)線的測量電流應(yīng)不大于 2mA, 在現(xiàn)有數(shù)字式低阻表中 , 20 Ω量程的測量電流一般為 10mA, 有的甚至高達(dá) 100mA, 大大超過了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電流范圍 , 導(dǎo)線將會嚴(yán)重發(fā)熱,在本儀表中,則可選擇 20 Ω“低電流"量程,測量電流僅位為 1 mA ,*符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。 儀表各測量檔位的測量電流見表 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
表1
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1.4 測量準(zhǔn)確度與穩(wěn)定性 為了提高測量準(zhǔn)確度與穩(wěn)定性, 儀表采用了創(chuàng)新設(shè)計的數(shù)字比例式測量電路,其工作原理是通過儀表內(nèi)高精度 A/D 轉(zhuǎn)換器,將被測電阻與儀表內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)電阻作比例運算,并將運算結(jié)果以 4 1/2 位的方式進(jìn)行顯示。與目前數(shù)字式低阻表常用的恒流源 — 電壓表方式不同,本儀表讀數(shù)的zui終表達(dá)式與測量電流大小無關(guān),僅與被測電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻的電阻值有關(guān),這一點與電橋的測原理相仿,因此本儀表具有與雙臂電橋相似的高準(zhǔn)確度與高穩(wěn)定性。由于測量結(jié)果在一定的范圍內(nèi)與測量電流大小無關(guān),也使得儀表的多電流測量以及倍率電流測量功能得以實現(xiàn)。與儀表準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性密切相關(guān)的是作為比例運算基準(zhǔn)的一套標(biāo)準(zhǔn)電阻器,該電阻采用精密錳銅材料并經(jīng)過特殊的老化工藝制成,具有和 BZ3 系列標(biāo)準(zhǔn)電阻相當(dāng)?shù)暮艿偷臏囟认禂?shù)和很高的穩(wěn)定性,在測量時需要通過大電流的標(biāo)準(zhǔn)電阻被安裝在特制的冷卻油箱內(nèi)。儀器的高靈敏度電位輸入端采用了低熱電勢、長壽命的復(fù)銀切換開關(guān)和低熱電勢的鍍金接插件,可以確保測量的準(zhǔn)確度與*穩(wěn)定性。 儀表的基本誤差及準(zhǔn)確度等級見表 2, 大致比同類產(chǎn)品提高了一個等級,可以滿足國家標(biāo)準(zhǔn)中 電阻率測試允許誤差 0.15% 以及導(dǎo)體電阻測試允許誤差 0.5% 的要求。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
表2
其中 R X :儀表讀數(shù)值(電阻示值) R m :所測量程滿度值 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1.5 測量速度 數(shù)字式測量儀由于不需要進(jìn)行反復(fù)繁雜的平衡操作,加上數(shù)字直讀的特點,測量速度快、使用方便的優(yōu)勢是傳統(tǒng)電橋所*的,測量速度的提高除了節(jié)約時間外,更大的好處是減少了測量電流對被測導(dǎo)線的加熱效應(yīng),提高了實際測得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度與可靠性。這是因為 , 在一次測量中,被測導(dǎo)線的加熱程度與測量電流引入的能量 E 成正比, E=I 2 × R × t 。其中: I 為測量電流; R 為導(dǎo)線電阻; t 為測量時間。隨著測量時間的增加,導(dǎo)線溫度逐漸上升,直至達(dá)到熱平衡 , 當(dāng)被測導(dǎo)線截面較大時這是一個十分緩慢的過程,如果在測量開始后的較短時間內(nèi)就取得讀數(shù) , 完成測量 , 由測量電流造成的導(dǎo)體溫升從而引起的測量誤差將會大幅度降低。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 附加功能簡介 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2.1 倍率電流測量功能 為了方便用戶實施 GB/T 3048.4 第 5.6 條中用比例為 1 : 1.41 的兩個測量電流分別測試樣電阻值,以判定是否發(fā)生溫升超標(biāo)的方法,本儀表設(shè)置有比例為 0.707I : 1.00I : 1.41I 三檔電流可供選擇(其中 I 為額定電流),比例電流的切換即刻完成,避免了調(diào)節(jié)外部電流源的繁瑣操作。如果 1.00I : 1.41I 倍率電流測量的結(jié)果判定電流過大,數(shù)據(jù)無效,則可再一次進(jìn)行 0.707I : 1.00I 倍率電流測量(兩者的比例仍為 1.41 倍),如變化量小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值,表明在 0.707 I 條件下的測量結(jié)果有效,避免了為了降低測量電流而改變量程檔位 , 造成測量精度及分辨力的損失。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 儀表的基本參數(shù)見 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
表3
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TEPC36C 直流電阻測量儀 | TEPC36A 直流電阻測量儀 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
TEPC57 直流電阻測量儀 |