臺(tái)式多用表的校準(zhǔn)對(duì)于確保其在精密測量中的準(zhǔn)確度和可靠性至關(guān)重要。本文簡要介紹如何評(píng)估測試設(shè)備是否適合用于校準(zhǔn)六位半位臺(tái)式數(shù)字多用表(DMM)。
目的
演示Fluke 5560A高性能多產(chǎn)品校準(zhǔn)器對(duì)于高精度儀器校準(zhǔn)的有效性。校準(zhǔn)點(diǎn)是根據(jù)各家制造商建議進(jìn)行選擇的。選擇4:1的最小測試準(zhǔn)確度比(TAR)作為可接受的最低校準(zhǔn)器性能。4:1 TAR是常用的性能標(biāo)準(zhǔn)。
所需材料
1、Fluke 5560A多產(chǎn)品校準(zhǔn)器
2、幾款最常用的六位半臺(tái)式多用表，附帶校準(zhǔn)手冊(cè)，含各多用表的制造商指南：
Keysight 34461A。手冊(cè)信息，部件號(hào)：34460-90901，第10版，2023年9月
Keysight 34465A。手冊(cè)信息，部件號(hào)：34460-90901，第10版，2023年9月
Fluke 8846A。手冊(cè)信息，2006年7月，第2版，6/08
Keithley DMM 2000。用戶手冊(cè)，2000-900-01，修訂版J/2010年8月
Keithley DMM 6500。用戶手冊(cè)，900-01，修訂版B/2010年8月
方法
本文所述過程遵循結(jié)構(gòu)化方法，首先采用六位半臺(tái)式多用表制造商推薦的校準(zhǔn)步驟。步驟規(guī)定了測試/校準(zhǔn)點(diǎn)和性能。然后將這些點(diǎn)與校準(zhǔn)器的完整技術(shù)指標(biāo)(包括單位和本底技術(shù)指標(biāo))進(jìn)行比較。
TAR是校準(zhǔn)過程中的一個(gè)關(guān)鍵因素。在計(jì)量學(xué)中，TAR和測試不確定度比(TUR)都用于保證測量質(zhì)量。然而，它們?cè)诓煌谋尘跋率褂?，具有不同的含義。TAR是儀器的規(guī)定準(zhǔn)確度與標(biāo)準(zhǔn)器的規(guī)定準(zhǔn)確度之比。TAR是標(biāo)準(zhǔn)器性能與被測設(shè)備(UUT)性能之比，是常用的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。
Fluke 5560A提供技術(shù)指標(biāo)的置信區(qū)間為99%和95%。業(yè)內(nèi)通常采用95%置信區(qū)間，但99%置信區(qū)間更為保守，可提供更多保護(hù)，避免誤差風(fēng)險(xiǎn)。
測試
對(duì)制造商推薦的校準(zhǔn)點(diǎn)與Fluke 5560A多產(chǎn)品校準(zhǔn)器的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了全面對(duì)比。目的是證明Fluke 5560A可直接用于校準(zhǔn)TAR大于4:1的六位半臺(tái)式多用表，幾乎無需額外設(shè)備。值得注意的是，F(xiàn)luke 5560A具有可視化管理功能，可在屏幕上顯示各校準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的指標(biāo)，使得任意輸出的TAR檢定都更為容易。
我們首先從Keysight 34461A的DCV指標(biāo)的95%置信區(qū)間開始。第一個(gè)表格所示為手冊(cè)中所有UUT的技術(shù)指標(biāo)，如下：
·實(shí)際功能(本例中為DCV)下的量程。
·各量程中使用的測試點(diǎn)(VCal列)。
·24小時(shí)、90天、1年和2年期技術(shù)指標(biāo)的最大允許誤差(MPE)。
1.1. 直流電壓
1.1. 直流電壓(續(xù))
讀數(shù)限值計(jì)算示例
01
假設(shè)使用100mV輸入值(i=1)測試100mV量程(j=1)。
此時(shí)，UUT的1年期技術(shù)指標(biāo)為8.5μV。
02
Fluke 5560A多產(chǎn)品校準(zhǔn)器100mV時(shí)的95%1年期術(shù)指標(biāo)為9.3μV/V(非9.3μV)，本底為0.8μV。
100mV輸出時(shí)，0.1 × (9.3 × 10-6) + (0.8 × 10-6) = 1.73μV
此時(shí)，TAR = 8.5μV ? 1.73μV = 4.9
03
