為了提高數字電壓表在直流電位差計檢定的效率及結果的有效性，下面筆者就基于數字電壓表的直流電位差計自動(dòng)檢定裝置進(jìn)行討論。

一 裝置的功能需求
　　

　　1.實(shí)現對直流電位差計的自動(dòng)測量、數據自動(dòng)處理及自動(dòng)生成原始記錄功能。電位差計自動(dòng)檢定裝置通過(guò)計算機和數據采集器的功能可以有效提高人工記錄數據。

　　2.自動(dòng)檢定裝置所使用的數字電壓表的誤差修正和mV、μV位數值的準確性及有效性確認。例如，目前常用的高等級數字電壓表FLUKE八位半的8508A和吉時(shí)利七位半的2182A等，在中國計量科學(xué)研究院進(jìn)行量值溯源時(shí)，其量值一般溯源至其最小量程的十分之一，即mV量程的級別。而在用數字表對直流電位差計進(jìn)行檢定過(guò)程中，要求數字表要有與被檢直流電位差計相一致的量程即可。但在實(shí)際使用及計量標準的考核中，對數字表在μV級別甚至nV級別數值的有效性及準確性難以確認。因此，對數字表的mV、μV及nV位數值的準確性及有效性需經(jīng)確認和誤差修正。

　　3.檢定裝置提供高穩定度的供電電壓源。直流電位差計的高穩定供電電壓源是其準確度的保證。


二 裝置的設計討論

　　基于數字電壓表的直流電位差計自動(dòng)檢定裝置主要是完成對直流電位差計的直接自動(dòng)測量，其原理框圖如圖1所示。其主要是以數字電壓表直接測量電位差計的方法為參考，通過(guò)對數字電壓表誤差進(jìn)行修正補償的方法，利用高穩定度電壓源對電位差計進(jìn)行供電，采用控制采集器以實(shí)現自動(dòng)誤差補償，實(shí)現自動(dòng)測量、自動(dòng)處理測量數據的檢定系統。


圖1　基于數字電壓表的直流電位差計自動(dòng)檢定裝置原理框圖

　　項目參照國家檢定規程給出的檢定方法，為實(shí)現自動(dòng)測量、自動(dòng)化數據處理和提高數字電壓表的準確度等級，檢定裝置中加入了誤差補償端口、數據采集控制器、PC終端、控制軟件及相應的打印設備。該自動(dòng)檢定裝置可以通過(guò)誤差修正端口對數字電壓表的誤差進(jìn)行補償和修正，PC端通過(guò)控制采集器打開(kāi)電位差計測量通道，對電位差計的電勢進(jìn)行測量，測量結果自動(dòng)采用修正值進(jìn)行修正，并將修正后的結果添加到原始記錄模板的相應位置處。依次測量完成后，可將記錄存儲到存儲器中，并可以通過(guò)外接打印設備完成原始記錄的打印工作。

　　基于數字電壓表的直流電位差計自動(dòng)檢定裝置誤差補償裝置是通過(guò)FLUKE多功能標準源的直流微小電流作為標準電流源，其在一等直流電阻器上的壓降作為標準電壓，用以對數字電壓表上的mV、μV及nV位數值的準確性及有效性進(jìn)行確認和誤差修正。

　　基于數字電壓表的直流電位差計自動(dòng)檢定裝置的供電模塊高穩定度供電電源采用二級穩壓電路設計，一級穩壓采用穩壓器實(shí)現，二級穩壓采用光電穩壓系統。

　　基于數字電壓表的直流電位差計自動(dòng)檢定裝置在電位差計的檢定過(guò)程中具有效率高、人為操作對誤差影響小等優(yōu)點(diǎn)，可大幅提升人員的工作效率，節約支出，保證其量值傳遞的準確、可靠和有效。

本文刊發(fā)于《中國計量》雜志2018年第9期

作者：天津市計量監督檢測科學(xué)研究院　付江楠 姬更新 趙新明 周恩源 邊娜 趙青