PDF《使用多功能校准器特性修正技术校准高精度数字多用表》

24 小时相对技术指标之内. 每个月的测量值之间的变化表明 100mV 数值的不确定度可以保持在小于其

1 年的技术指标的 15% 之内. 2?V/V 的不确定度大约是 8508A 的技术指标的 27%.观察其后

6 个月的漂移和重复性,可以看到还有潜力可以将其不确定度降低到明显低于 8508A 的技术指 标的 25% 的水平. 图2是在同样的

12 个月期间内校准器的 +10V 直流电压输出的图线. 校准器的 10V 输出的稳定性是十分突 出的.其不确定度的主要贡献来自 732A 的报告的不确定度(0.5 ?V/V) .不同型号仪器的技术指标在表

2 中列 出.校准器的稳定度大约为每个月 0.2 ?V/V,这个数值小于 5720A 的技术指标的 5%.5720A 的24 小时的相对 技术指标是 1.3 ?V/V, 实际上甚至和5720A的12个月期间内的 10V实际输出的测量数值相比较时,也显得是非 常大的. 数字多用表的直流电压校准工作是相当直截了当的. 将校准器连到数字多用表上. 向数字多用表施加一个标 称电压, 然后将校准器的经过特性修正的数值和数字多用表的指示值进行比较. 与此校准工作相关的误差主要是 热电势.有关热电势的详细讨论以及如何减低热电势的影响的内容,请参见 Peter Dack 的论文 [5].

5 校准器的电阻的特性修正 我们在 1?、10?、100?、1k?、10k?、100k?、1 M?、10 M?、和100 M? 各点对校准器进行特性修正. 测量校准器的方法是将每一个标称电阻值和具有相同标称电阻值的福禄克公司的 742A 标准电阻器进行比较. 将 福禄克公司的 742A 标准电阻器连到一台 Data Proof 公司的扫描器上.系统数字多用表测量 742A,自动化的程 序则贮存该表的每个阻值的修正值.下一步, 将校准器连到系统数字多用表,并测量所有的阻值. 应用刚刚测量 出的系统表的修正值对测量校准器时系统数字多用表的指示值进行修正.对100 M Ω 进行特性修正的方法是将 742A-10M 和校准器的

100 M? 输出相并联, 然后根据已知的并联之后的

10 M? 来计算出

100 M? 的数值. 对数 据的观察表明 校准器的 1?、10?、10 M?、和100 M? 电阻数值的稳定性和可重复性不能满足校准 8508A 所需 要的不确定度. 742A 电阻标准器足以满足所需要的不确定度,然而直接的测量技术却不能满足这种要求.在测量 1? 时系 统数字多用表所施加的电流是 10mA, 这使得读数含有比较大的噪声. 我们决定采用福禄克公司一级标准实验室 的几项工作中所采用的一种技术,用另外一个直流电流源向该 1? 电阻器施加 100mA 的电流,而用系统数字多 用表来测量该电阻器两端所产生的电压. 采用这种相同的技术来测量 10?电阻器, 而所施加的电流为 10mA. 图3示出在进行 1? 电阻器的特性修正时采用另外一个电流源的方法对于测量工作进行改进的情况. 表3示出了不 同型号的仪器在 1? 阻值时的技术指标. 这台校准器的稳定性在

17 个月的期间内保持在 其24 小时的相对技术指 标之内. 型号 ??/? 福禄克公司 8508A

32 福禄克公司 5720A

110 福禄克公司 5720A(24 小时相对指标)

32 Char Uncert(特性修正不确定度) 5.99 表31?的技术指标 图3校准器

1 ? 的稳定性

4 在10M? 和100M? 的特性修正中也有着由于系统数字多用表引起的噪声读数的类似的问题.使用福禄克 公司的 8508A 工作在高电压电阻测量模式,向标准电阻器施加 100V 的电压可以给出可重复性高得多的测量结 果.进行 10M? 的特性修正时使用福禄克公司的 742A-10M 作为标准器.为了改进 100M?特性修正的性能,使 用了一支福禄克公司开发的 742A-100M 的电阻标准器来作为标准,这样就能够以 1:1 的比例来测量校准器的 100M? 输出.图4示出了使用这种技术与前面提到的用 10M? 和100M? 输出相并联的方法结果的比较,可以 看出 5700A 的100 M? 输出的可重复性的改进情况.这种改进使得进行特性修正的不确定度从