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1、 编号： JL-400-005-WI03新建项目技术报告项目名称分流器校准装置编 写审 核审 批目 录一、概述3二、主要技术指标5三、主要测量器具及配套设备6四、检测/校准人员7五、检测/校准环境条件8六、测量结果不确定度的评定9七、重复性试验16八、稳定性考核19九、量值溯源和传递框图22十、结论24十一、附录25一、概述1.目的意义和用途分流器是在电气测量中要用到的电子仪器。分流器是根据直流电流通过电阻时在电阻两端产生电压的原理制成，广泛用于扩大仪表测量电流范围。为保证使用分流器的测量结果能有效溯源到国家和国防的最高计量标准，保证量值的准确统一，建立分流器校准装置。2. 标准的组成和工作原
2、理分流器校准装置选用主要标准设备有：直流数字电压表，大功率直流稳流源，标准分流器，电子负载。采用如下图所示测量方法进行校准。2.1 10m和1m分流器的校准测试原理图如下：（图1）按照图1连接好各设备，其中粗黑线串接电源、负载和分流器，细黑线用来侦测分流器两端的电压，通过IO卡转入标准表。红色粗线为PC控制线，通过软件分别控制负载的电流拉载、IO卡的切换，标准表依次取标准电阻跟待测电阻两端的电压值。2.2 100m分流器的校准测试原理图如下：多功能校准源分流器标准万用表 （图2） 按照图2连接好各设备，其中多功能校准源用来为分流器提供电流，万用表测试分流器两端电压值。3.校准依据的文件JJG
3、1069-2011直流分流器检定规程 二、主要技术指标数字多用表校准装置的主要技术指标：标准器 量程 技术指标数字万用表 直流电压:100mV 0.0009%+3V 1V 0.0008%+0.3uV 10V 0.0008%+0.05uV 100V 0.0010%+0.3V 1000V 0.0010%+0.1V标准分流器 电阻值： 10m 0.01% 多功能校准仪 直流电流:(0329.999) A 0.0150%+0.02A (03.29999) mA 0.0100%+0.03A (032.9999) mA 0.0100%+0.2A (0329.999) mA 0.0100%+2A (01.0
4、9999)A 0.0200%+40A (1.12.99999)A 0.0380%+40A (010.99999)A(20A量程) 0.0500%+330A (1120.5)A 0.1000%+750A 第25页，共25页三、主要测量器具及配套设备名 称型号规格出厂编号生产国别厂家研制或购进时间测量范围允许误差极限校准（检定）机构校准（检定）时间校准（检定）证书号测量器具直流数字电压表3458AMY45050741Agilent2012-110V1000V见第5页2015-10-16DD15-A479分流器9230A-100-0.01GUILDLINE(0100)A0.01%2015-11-14
5、2GB15009984-0001多功能校准仪5522A2029901FLUKE2012-11DC：(020.5)A见第5页2015-03-26GFJGJL2052150000718四、检测/校准人员姓 名技术职称从事本专业年限检定/检测专业项目检定/检测证号五、检测/校准环境条件项 目 名 称要 求实 际 情 况温度(201) (201) 相对湿度40%70%40%70%外磁场400A/m400A/m六、测量结果不确定度的评定10m和1m分流器不确定度的评定1 概述1.1测量依据: JJG 1069-2011直流分流器检定规程。1.2测量环境条件:环境温度21，相对湿度60%。1.3测量标准:
6、 数字万用表 (01000)V，标准分流器 10m1.4 被测对象: 10m和1m分流器，电阻值误差。1.5 测量方法: 按照图1连接好各设备，其中粗黑线串接电源、负载和分流器，细黑线用来侦测分流器两端的电压，通过IO卡转入标准表。红色粗线为PC控制线，通过软件分别控制负载的电流拉载、IO卡的切换，标准表依次取标准电阻跟待测电阻两端的电压值。2 数学模型 根据图1采用的检定方法可知，被检分流器的实测电阻示值等于： 被检分流器的绝对误差为： 式中: 被检分流器的绝对误差；被检分流器的实测电阻示值，m；被检分流器的标称电阻值，m；万用表实测被检分流器两端的电压值，V；标准分流器的标准值，m；万用表
7、实测标准分流器两端的电压值，V。3 不确定度传播律 被测分流器的实测电阻值不确定度来源有以下3个方面：1) 用3458A数字型万用表对被检分流器输出电压进行测量引入的不确定度分量：2) 用3458A数字型万用表标准检分流器输出电压进行测量引入的不确定度分量：3) 分流器9230A-100-0.01（标称标准值10m）引入的不确定度分量传播系数 ，, ,4 测量不确定度来源分析与标准不确定度分量的评定不确定度来源主要为被测仪器的测量重复性、所用标准器的误差、分辨力以及环境条件的影响等。因校准时严格按照规程要求的环境条件进行，故其引入的标准不确定度分量可以忽略不计。4.1用3458A数字型万用表对
8、被检分流器输出电压进行测量引入的不确定度分量用3458A数字型万用表对被检分流器输出电压进行测量产生的不确定度分量来源有以下4个方面：1） 3458A数字型万用表最大允许误差引入的不确定度uB1：2） 数字万用表分辨力引入的不确定度分量3） 数字万用表校准上级引入的不确定度分量 4）被测仪器测量重复性引入的标准不确定度分量uA14.1.1、3458A数字型万用表最大允许误差引入的不确定度uB1：由3458A数字型万用表技术指标得知，直流电压量程1V最大允许误差为0.0008%+0.3uV，则标准不确定度uB1=4.1.2数字型万用表分辨力引入的标准不确定度分量uB2：数字型万用表分辨力引入的标
9、准不确定度分量为，评定如下所示: 评定点分辨力标准不确定度0.1V0.0000001V0.00000003因uB2远小于uB1，故可忽略不计。4.1.3 数字万用表上级校准引入的标准不确定分量uB3 由数字万用表校准证书DD15-A479得知，0.1V时，其扩展不确定度为U=0.0000008V，则其标准不确定度 uB3=4.1.4被测仪器测量重复性引入的标准不确定度分量uA1按照规程要求对被测分流器直流电流10A点进行连续10次测量，得到测量列次数12345678910测得值(V)0.09997640.09997850.09997810.09997740.09997790.09997680.
10、09997890.09997690.09997830.0999773 标准不确定度分量 uA1=其不确度分量有uB1 , uB3，uA1 等项，且各项互不相关，可用如下公式：其中uB1在0.1V时的不确定度uB1=4.2用3458A数字型万用表对标准分流器输出电压进行测量引入的不确定度分量1） 3458A数字型万用表最大允许误差引入的不确定度uB1：由3458A数字型万用表技术指标得知，直流电压量程1V最大允许误差为0.0008%+0.3uV，则标准不确定度uB1=4.2.2数字型万用表分辨力引入的标准不确定度分量uB2：数字型万用表分辨力引入的标准不确定度分量为，评定如下所示: 评定点分辨力
11、标准不确定度0.1V0.0000001V0.00000003因uB2远小于uB1，故可忽略不计。4.2.3 数字万用表上级校准引入的标准不确定分量uB3 由数字万用表校准证书DD15-A479得知，0.1V时，其扩展不确定度为U=0.0000008V，则其标准不确定度 uB3=4.2.4被测仪器测量重复性引入的标准不确定度分量uA1按照规程要求对被测分流器直流电流10A点进行连续10次测量，得到测量列次数12345678910测得值(V)0.10002710.10002750.10002880.10002830.10002780.10002830.10002790.10002810.10002
12、770.1000282 标准不确定度分量 uA1=其不确度分量有uB1 , uB3，uA1 等项，且各项互不相关，可用如下公式：其中uB在0.1V时的不确定度uB1=0.0004%0.1V+0.15 uV=4.3 分流器9230A-100-0.01（标称标准值10m）引入的不确定度分量4.3.1 分流器上级校准引入的不确定度由校准证书2GB15009984-0001得知：分流器的扩展不确定度为U=0.005%，k=2；故4.3.2分流器阻值最大允许误差引入的不确定度由分流器9230A-100-0.01技术指标得知：标准分流器最大允许误差为0.01%，设其服从均匀分布,取包含因子为k=,由计算公
13、式= , 标准不确定度=0.0058%； 则标准不确定度：5 合成标准不确定度的评定 由不确定度传播率得： 传播系数 ，, ,当测试点为直流电流10A时：；;传播系数 ； ；相对标准不确定=0.0064%6 扩展不确定度取包含因子k=2，则相对扩展不确定度为Urel =k=0.0128%7 其他校准点测量结果的测量不确定度评定依据JJG 1069-2011直流分流器检定规程对其他校准点进行校准，其测量不确定度为： 10m分流器校准点不确定度分量UcUrel(k2)10A0.0065%0.013%20A0.0064%0.013%30A0.0064%0.013%40A0.0063%0.013%50
14、A0.006%30.013%60A0.0063%0.013%70A0.0063%0.013% 1m分流器校准点不确定度分量UcUrel(k2)50A0.0083%0.017%60A0.0085%0.017%70A0.0077%0.015%80A0.0069%0.014%90A0.0069%0.014%100A0.0069%0.014%8、校准和测量能力（CMC） 10m分流器U=0.013%1m分流器U=0.017%100m分流器不确定度的评定1 概述1.1测量依据: JJG 1069-2011直流分流器检定规程。1.2测量环境条件:环境温度21，相对湿度60%。1.3测量标准: 多功能校准源
15、FLUKE5522A1.4 被测对象: 100m分流器，电阻值误差。1.5 测量方法: 按照图2连接好各设备，其中多功能校准源用来为分流器提供电流，万用表测试分流器两端电压值。2 数学模型 根据图2采用的检定方法可知，被检分流器的实测电阻示值等于： 被检分流器的绝对误差为： 式中: 被检分流器的绝对误差；被检分流器的实测电阻示值，m；万用表实测被检分流器两端的电压值，V；多功能校准源提供的电流值，A；被检分流器的标称电阻值，m。3 不确定度传播律 被测分流器的实测电阻值不确定度来源有以下2个方面：1)用3458A数字型万用表对被检分流器输出电压进行测量引入的不确定度分量：2)多功能校准源FLU
16、KE5522A引入的不确定度分量传播系数 ，,4 测量不确定度来源分析与标准不确定度分量的评定不确定度来源主要为被测仪器的测量重复性、所用标准器的误差、分辨力以及环境条件的影响等。因校准时严格按照规程要求的环境条件进行，故其引入的标准不确定度分量可以忽略不计。4.1用3458A数字型万用表对被检分流器输出电压进行测量引入的不确定度分量4.1.1、数字型万用表最大允许误差引入的标准不确定度分量uB1：由3458A数字型万用表技术指标得知，直流电压量程1V最大允许误差为0.0008%+0.3uV，则标准不确定度uB1=4.1.2数字型万用表分辨力引入的标准不确定度分量uB2：数字型万用表分辨力引入
17、的标准不确定度分量为，评定如下所示: 评定点分辨力标准不确定度0.1V0.0000001V0.00000003因uB2远小于uB1，故可忽略不计。4.1.3 数字万用表上级校准引入的标准不确定分量uB3 由数字万用表校准证书DD15-A479得知，0.1V时，其扩展不确定度为U=0.0000008V，则其标准不确定度 uB3=4.1.4被测仪器测量重复性引入的标准不确定度分量uA按照规程要求对被测分流器直流电流1A点进行连续10次测量，得到测量列次数12345678910测得值(V)0.09998560.09998370.09998250.09998530.09998440.09998390.
18、09998340.09998470.09998510.0999846 标准不确定度分量 uA1=其不确度分量有uB1 , uB3，uA1 等项，且各项互不相关，可用如下公式：其中uB在0.1V时的不确定度uB1=4.2 多功能校准源FLUKE5522A引入的不确定度分量多功能校准源FLUKE5522A技术指标得知：多功能校准源FLUKE5522A在(01.09999)A的最大允许误差为0.0200%+40A，设其服从均匀分布,取包含因子为k=,由计算公式uB1= ： 其中uB在1A时的标准不确定度为5 合成标准不确定度的评定 由不确定度传播率得： 传播系数 ，,当测试点为直流电流1A时：； ;
19、传播系数 ;相对标准不确定=0.014%6 扩展不确定度取包含因子k=2，则相对扩展不确定度为Urel =k=0.028%7 其他校准点测量结果的测量不确定度评定依据JJG 1069-2011直流分流器检定规程对其他校准点进行校准，其测量不确定度为：100m分流器校准点不确定度分量UcUrel(k2)1A0.014%0.028%2A0.023%0.046%3A0.035%0.070%4A0.034%0.068%5A0.033%0.066%6A0.032%0.064%7A0.032%0.064%8A0.031%0.062%9A0.031%0.062%10A0.031%0.062%8、校准和测量能
20、力（CMC） 100m分流器U=0.07% 七、重复性试验1.如图1连接电路，对10m分流器的阻值进行连续10次测量计算，数据如下表：次数参考值xi(m)19.9999929.9999839.9999649.9999459.9999969.9999579.9999889.9999899.99996109.99998平均值9.999971sn（x）0.000017结论符合要求2.如图1连接电路，对1m分流器的阻值进行连续10次测量计算，数据如下表：次数参考值xi(m)10.9999220.9999430.9999140.9999550.9999360.9999270.9999480.999919
21、0.99993100.99993平均值0.999928sn（x）0.000013结论符合要求3. 如图2连接电路，对100m分流器的阻值进行连续10次测量计算，数据如下表：次数参考值xi(m)199.9992299.9989399.9993499.9988599.9991699.9988799.9990899.9992999.99931099.9991平均值99.99907sn（x）0.00019结论符合要求八、稳定性考核选一稳定的分流器，作为稳定性考核的被测对象，分别在下表所列时间用图1和图2方法对被测对象进行一组测量，每组测量重复10次，取其算术平均值作为该组的测量结果。共观测4组。取4个
22、测量结果中的最大值和最小值之差，作为计量标准的稳定性。具体时间及数据如下表。1. 10 m分流器时间2015年11月2015年12月2016年1月2016年2月次数测得值 单位：m19.999949.999959.999959.9999529.999969.999969.999949.9999739.999949.999949.999959.9999549.999969.999959.999969.9999459.999969.999969.999949.9999769.999979.999949.999979.9999679.999949.999959.999959.9999589.9999
23、59.999979.999979.9999699.999969.999969.999969.99994109.999949.999959.999969.99995平均值 （m）n9.9999529.9999539.9999559.9999540.000003允许变化量 |MPE|0.01结论合格2. 1 m分流器时间2015年11月2015年12月2016年1月2016年2月次数测得值 单位：m10.9999810.9999910.9999900.99998220.9999820.9999900.9999860.99998530.9999800.9999910.9999890.99999140
24、.9999810.9999810.9999910.99999050.9999890.9999800.9999870.99998460.9999890.9999850.9999900.99998970.9999900.9999840.9999910.99998580.9999900.9999880.9999850.99998190.9999910.9999900.9999830.999990100.9999900.9999910.9999900.999986平均值 （m）n0.9999860.9999870.9999880.9999860.000002允许变化量 |MPE|0.001结论合格3.
25、 100 m分流器时间2016年11月2016年12月2016年1月2016年2月次数测得值 单位：m199.99199.99299.99299.992299.99299.99499.99399.994399.99499.99299.99499.991499.99199.99399.99399.994599.99499.99099.99099.993699.99299.99199.99499.994799.99399.99499.99199.992899.99199.99099.99099.990999.99499.99199.99199.9941099.99399.99099.99499.9
26、93平均值 （m）n99.992599.991799.992299.99270.0010允许变化量 |MPE|0.1结论合格九、量值溯源和传递框图上一级计量器具标准表法标准源法详见校准证:2GB15009984-0001保存机构：详见校准证书：DD15-A479保存机构：本级计量器具标准分流器参数：电阻值10 m技术参数：0.01级数字万用表参数：直流电压测量范围：(01000)V技术参数：详见第五页标准表法下一级计量器具10 m和1 m分流器参数：电阻值准确度：0.1%上一级计量器具标准表法标准源法详见检定证书：GFJGJL2052150000718保存机构：详见校准证书：DD15-A479
27、保存机构：本级计量器具多功能校准仪参数：直流电流测量范围：(020)A技术参数：详见第五页数字万用表参数：直流电压测量范围：(01000)V技术参数：详见第五页标准表法下一级计量器具100 m分流器参数：电阻值准确度：0.1%十、结论经过对本校准装置的重复性考核、稳定性考核，测量不确定度验证，证明本校准装置的测量不确定度评定结果满足规程要求，可依据JJG 1069-2011直流分流器检定规程按评定的测量不确定度开展分流器的计量校准。十一、附录1. JJG 1069-2011直流分流器检定规程2. 数字万用表Agilent3458A校准证书DD15-A4793. 标准分流器9230A-100-0.01校准证书2GB15009984-00014. 多功能校准源FLUKE5522A检定证书GFJGJL2052150000718