如何對(duì)標(biāo)準(zhǔn)分壓器和被測(cè)分壓器進(jìn)行比較

本文聚焦于標(biāo)準(zhǔn)分壓器與被測(cè)分壓器的比較測(cè)試技術(shù)，詳細(xì)闡述了如何通過(guò)一系列精密步驟對(duì)六位開(kāi)爾文-瓦利分壓器的最高十進(jìn)位進(jìn)行測(cè)試，包括設(shè)備選取、分壓器連接、電壓設(shè)置、補(bǔ)償調(diào)節(jié)及偏差計(jì)算等。

本文將說(shuō)明如何對(duì)標(biāo)準(zhǔn)分壓器和被測(cè)分壓器進(jìn)行比較，并介紹對(duì)一個(gè)六位的開(kāi)爾文-瓦利(K-V)分壓器的最高十進(jìn)位進(jìn)行測(cè)試的方法。

1. 在進(jìn)行分壓器比較工作以前，先選取所需的測(cè)試設(shè)備。

2. 制作一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分壓器。

3. 如圖9-19所示連接標(biāo)準(zhǔn)分壓器和被測(cè)分壓器(見(jiàn)本實(shí)驗(yàn)步驟最后的注解)。

4. 將Vin設(shè)置為適當(dāng)?shù)碾娖?≈100 V)，注意監(jiān)視被測(cè)分壓器和標(biāo)準(zhǔn)分壓器的功率額定值和電壓額定值。

5. 將DMM的高輸入端連到標(biāo)準(zhǔn)分壓器的0.0抽頭。將被測(cè)分壓器的度盤(pán)設(shè)置為0.000 000。

6. 調(diào)節(jié)低端引線補(bǔ)償器的控制器，以獲得±O.5μV的檢零指示。

7. 將檢零計(jì)的高端放到標(biāo)準(zhǔn)分壓器的S10抽頭。將被測(cè)分壓器的度盤(pán)設(shè)置為0.999 99X。

8. 調(diào)節(jié)高端引線補(bǔ)償器的控制器，以獲得±0.5μV的檢零指示。

9. 重復(fù)第5至8步[3], 直到兩個(gè)檢零指示均為±0.5μV。

10.測(cè)量并記錄Vin輸出高端和抽頭S10之間的電壓降，測(cè)量并記錄Vin輸出低端和抽頭S0之間的電壓降。從Vin中減去這兩個(gè)電壓降之和。將相減的結(jié)果記為V。

11.按照表9-3中第一、二列所給出的順序，對(duì)兩個(gè)分壓器的成對(duì)的輸出進(jìn)行差動(dòng)測(cè)量。在該表的第三列中記錄檢零計(jì)的讀數(shù)e1，e2，…，e9。

12.按照下式計(jì)算，并在該表的第四列記錄開(kāi)爾文-瓦利分壓器各度盤(pán)設(shè)置值的真正的比率值Rn。Rn。Rn=Sn-(en/V)式中Sn為標(biāo)準(zhǔn)分壓器的度盤(pán)設(shè)置值。

13.對(duì)被測(cè)分壓器的每個(gè)設(shè)置值，按下式計(jì)算以ppm為單位的偏差△n。

式中，Dn是被測(cè)分壓器的度盤(pán)設(shè)置值，將結(jié)果記錄在該表的第五列。

注解：

■ 應(yīng)當(dāng)使用不確定度小于0.01%的經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的源來(lái)作Vin。

■ 使用引線補(bǔ)償器調(diào)節(jié)分壓器輸入端引線上的電壓降，使得兩個(gè)分壓器上的電壓降相等。

■ 用來(lái)測(cè)量引線補(bǔ)償器電壓降的DMM應(yīng)當(dāng)具有0.1μV的分辨率。

■ 差動(dòng)測(cè)量大大地減小了Vin的不確定度的影響。例如，如果標(biāo)稱(chēng)值為100V的Vin高了+0.01%(即100.01V)，S1低了10ppm(即0.099 99 V)，并且被測(cè)分壓器的輸出在設(shè)置值為0.100 000時(shí)高了1ppm(即.100 001)，那么計(jì)算出的真正的比率的偏差將為輸出的-0.01ppm (輸入的-0.001ppm)。

▲ 圖9-19 進(jìn)行分壓器比較時(shí)的連接方法