1、 ICS 17.220.20 N 25 DB51 四川省地方标准 DB51/T 17622014 交直流电阻箱通用检测方法 2014 - 04 - 08 发布 2014 - 06 - 01 实施 四川省质量技术监督局 发布 DB51/T 17622014 I 目 次 前 言 . . II 1 范围 . . 1 2 规范性引用文件 . . 1 3 术语和定义 . . 1 4 要求 . . 2 5 检测方法 . . 4 附录 A（资料 性附录） 测量方法 . 8 参考文献 . . 13 DB51/T 17622014 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本标准由
2、中国测试技术研究院提出并归口。 本标准起草单位：中国测试技术研究院。 本标准主要起草人: 侯小京、彭建华、王晓晖。 DB51/T 17622014 1 交直流电阻箱通用检测方法 1 范围 本标准规定了范围、规范性引用文件、术语和定义、要求和检测方法。 本标准适用于交直流电阻箱的首次检测、使用 中的检测和维修后的检测。频率范围为0Hz（DC） 1000Hz，电阻值范围110 -3 110 7 。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 JB/T 8225-
3、1999 实验室直流电阻器 IEC 60477-2 实验室交流电阻箱 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 交流电阻器 AC resistor 在交流状态下,寄生电感与电容影响非常小的电阻器。 3.2 交流电阻 AC res istance 电阻器件在交流状态下的电阻值或阻抗的实部(有功分量)。 3.3 交流电阻标准 standard AC resistance 在测量过程中作为参考标准的交流电阻器。 3.4 交流分流电阻器 AC resista nce shunt 在交流电路中把电流转化为电压的交流电阻器。 3.5 交流电阻时间常数 time con stant of AC
4、resistor 表述交流电阻器残余分量的参数， 是交流电阻器串联等效电感与直流电阻的比值或并联等效电容与 直流电阻的乘积，单位为秒。由于存在分布参数，在给定的频率下，交流电阻可以等效为一个电阻 RS DB51/T 17622014 2 与电感 LS串联，或等效一个电阻 RP与电容 CP并联的电路。交流电路的时间常数定义为 LS/RS或 RP. CP， 其单位为秒。 3.6 交流电阻的交直流转换误差 AC/DC resi stance transfer error 电阻器件在交流状态下电阻值相对直流状态下电阻值的偏差，用百分数表示。 3.7 交流电阻的角差 phase angl e error
5、 of AC resistor 电阻器在交流状态下阻抗的虚部与直流电阻的比值，用弧度表示。 3.8 残余电阻 residual r esistance 开关器件有零位档的多值电阻器，当所有开关元件均置于零位时，连接点之间的电阻值。 3.9 频率偏差 frequency deviation 系统频率的实际值和标称值之差。 4 要求 4.1 外观与结构 电阻箱的铭牌或外壳上应有以下主要标志： 产品名称、型号、编号、生产厂名（或厂标）、标称（或最大）使用功率（电压或电流）、十进盘 电阻标称值和相应的准确度等级。 4.2 基本误差极限 如果遵守制造单位规定的工作和储存条件时，从交货检定日或由制造单位与
6、用户商定的另一日起 （例如首次检定日）一年内，电阻箱应符合表1中对各自准确度等级规定的基本误差极限。 注： 对于电阻箱，与时间有关的稳定性是一个极重要的特性。这里仅规定一年，可是经验证明，由于老化作用引起 的变化率是随时间而减小。 表1 基本误差极限和首次检定极限 等级指数 基本误差极限 首次检定极限 % 科学标记法 % 科学标记法 % 科学标记法 0.01 0.02 0.05 0.1 0.2 110 -4 210 -4 510 -4 110 -3 210 -3 0.01 0.02 0.05 0.1 0.2 110 -4 210 -4 510 -4 110 -3 210 -3 0.01 0.0
7、2 0.05 0.1 0.2 110 -4 210 -4 510 -4 110 -3 210 -3 0.5 1 510 -3 110 -2 0.5 1 510 -3 110 -2 0.5 1 510 -3 110 -2 DB51/T 17622014 3 2 5 210 -2 510 -2 2 5 210 -2 510 -2 2 5 210 -2 510 -2 4.3 基本误差的确定条件 4.3.1 有关影响量的参考条件见表 2。 表2 影响量的参考条件和允差 影响量 参考条件 单一参考值的允差 ) 环境温度 20 205 2） 相对湿度 50% 25%75% 功率消耗 在所有情况下应作出规定
8、 频率 定标频率Hz 0. 1% 冷却 无 位置 任意 外部连接 任意 4.3.2 参考值是对稳定条件而言，任何条件变化后，应有足够的稳定时间，在测量前应建立参考条件 下的平衡。 4.3.3 交流电阻箱的标称频率范围为 0Hz（DC）1000Hz。 4.3.4 电阻箱的定标频率为 50Hz、100Hz、400Hz、1000Hz。 4.3.5 测量电阻值时，应在规定的定标频率下，应使用基本恒定的交流电流值。为获得恒定的电阻值， 电流对电阻器要有足够的作用时间，除非制造单位规定较短的时间或时间范围。 注： 电阻值可能改变或随时间变化，因为存在： a）有感抗和容抗引起的瞬时效应； b）介质吸附； c
9、）极化电压。 4.4 交直流转换误差极限 4.4.1 交流电阻箱除了有明确的直流电阻允许偏差外，应明确给出定标频率的交直流转换误差。 4.4.2 产品在标称频率下,交直流电阻转换差极限不大于等级指数的 25%。 4.5 交流电阻箱的角差 产品在定标频率下,应满足等级指数 0.5%0.05%时，角差允许值 110 -4 rad。 4.6 交流电阻箱时间常数极限 在定标频率下,应满足等级指数 5%0.05%时，最大允许值 110 -6 S210 -7 S； 4.7 电阻箱残值 4.7.1 交流电阻箱 DE 残余电感（接入电阻小于 1时的电感）。 4.7.2 直流电阻的残余电阻及允差： 0 R =(
10、202)m 4.8 介电强度 DB51/T 17622014 4 电路的试验电压为 2000V。 4.9 绝缘电阻 绝缘电阻的测量应从无任何连接的任意两点间，在 500V50V 时测得的直流绝缘电阻值不应小于 100M。 4.10 开关触头接触电阻变差 开关触头接触电阻变差应小于等于 0.001。 5 检测方法 5.1 检测项目 检测项目见表 3 表3 检测项目表 序号 检验项目 出厂检验 使用检测 1 外观和结构 + + 2 基本误差极限 + + 3 交直流转化误差极限 + + 4 电阻箱角差 + - 5 时间常数极限 + + 6 介电强度 + - 7 绝缘电阻 + - 8 残余电阻 + +
11、 9 开关触头接触电阻变差 + + 注： “+”表示检测，“-”表示不检测 5.2 稳定状态 在测试前 24h，放入标称使用温度范围极限内，使产品达到稳定状态。 5.3 试验装置的误差 直流电阻的测试装置系统误差应小于 210 -5 ，一般采用替代法。 交流电阻的测试装置系统误差应小于 110 -4 。 5.4 外观和结构 目测和手感检查应符合 4.1 条的规定。 5.5 基本误差极限 基本误差极限应符合表 1 的要求。 计算按下列公式： DB51/T 17622014 5 %100 = R RR x .(1) 式中： x - 基本 误差； R - 电阻实际值，； R - 标称值，。 5.6
12、交直流转化误差极限 电阻箱在定标频率下，交直流转化误差应符合 4.4.2 的规定。 5.6.1 测量方法 测量方法为直接法、替代法、数字表法。见附录A 5.6.2 计算方法 %100 0 0 = x x x R RR .(2) 式中： x - 被测电 阻的交直流转化误差， %； R- 交流电 阻值，； x R 0 - 直流电 阻值，。 5.7 电阻箱角差 电阻箱角差在定标频率下应符合 4.5 的规定。 测试方法：直接测量法测得品质因数 Q。 测试设备：数字式 RLC测量为： Q x = .(3) 式中： x - 角差， rad ； Q- 品质因数。 5.8 交流电阻箱时间常数极限 交流电阻箱时
13、间常数极限应符合 4.6 规定。 交流电阻时间常数的测量方法： 交流电阻的时间常数可以通过测量交流电阻的角差得到，具体测量方法同角差的测量方法。 DB51/T 17622014 6 若在标定频率为 f 时，被测交流电阻角差为 x ，则交流电阻的时间常数 x 为 f x x 2 = . (4) 式中： x - 被测交 流电阻的时间常数， s； x - 被测交 流电阻器的角差， rad ； f - 被测交 流电阻标定频率， Hz。 5.9 交流电阻箱残值 5.9.1 交流电阻箱各档为零，用阻抗电桥测，其残余电感值不大于第 4.7.1规定。 5.9.2 直流电阻各档为零，用直流电桥测，其残余电阻值和
14、允差不大于第 4.7.2 规定。 5.10 介电强度 5.10.1 试验现场条件 环境温度1525，相对湿度25%75%范围内，无凝露。 5.10.2 试验电压 电阻箱的线路与测试用参考接地端之间，应能承受频率为（4565）Hz、电压为 2kV 的实际正弦交 流电压历时 1min 的试验，无击穿或飞狐现象。 5.11 绝缘电阻 5.11.1 试验电压为 500V50V 的直流电压。从无任何连接的任意两点间测试绝缘电阻，测试应在施加 电压后 1min2min 之间进行。 5.11.2 开关触头接触电阻变差 5.11.3 变差检测程序 1) 试验前将所有开关转动数次，使末盘置于最小步进值 R ，其
15、余各盘均置于零，在参考条 件下，测量和记录 R 的阻值 R 。 2) 测量第盘变差：将第盘开关来回转动数次，使示值重新置于零，测量和记录 R 的阻 值 1 R 。 DB51/T 17622014 7 3) 测量第盘变差：将第盘开关来回转动数次，使示值重新置于零，测量和记录 R 的阻 值 2 R 。 4) 测量第 n-1盘变差：将第 n-1 盘开关来回转动数次，使示值重新置于零，测量和记录 R 的阻值 1n R 。 5) 测量第 n 盘变差：将第 n 盘开关来回转动数次，使读数值置于 R ，测量和记录 R 的阻 值 n R 。在以上测量过程中，应重复进行。 5.11.4 变差计算 对每个盘变差计
16、算百分数误差如下： 100 1 1 = R RR .(5) 式中： 1 - 第盘 的变差值； R - 最小步 进值，。 100 21 2 = R RR .(6) 式中： 2 - 第盘 的变差值。 100 1 = R RR nn n .(7) 式中： n - 第末盘 的变差值。 以上各盘最大的变差值，作为该产品开关的接触电阻变差值。 DB51/T 17622014 8 A A 附 录 A （资料性附录） 测量方法 A.1 比差和角差的测量方法 交流电阻器交直流转换误差和角差的测量可以采用直接测量法、 同标称值替代测量法和非同标称值 比较法等三种方法。 A.1.1 直接测量法 当交流电阻测量仪的准
17、确度优于被测交流电阻器的允许误差的四分之一时， 采用交流电阻测量仪直 接测量被测交流电阻的直接测量法，常用的交流电阻测试仪为数字式 RLC 测量仪或数字阻抗测试仪。 a) 交流电阻测试仪按要求的预热时间进行预热； b) 设置交流电阻测量仪主测量参数为交流电阻 R ，副测量参数为品质因数 Q ； c) 根据被测电阻器的标定频率和额定功率设置交流电阻测试仪的测试频率和工作电压； d) 有清零功能或短路校准功能的交流电阻测试仪应进行清零或短路校准； e) 交流电阻测试仪的各测量端与被测交流电阻的各连接点相连接，交流电阻测试仪的示值为 R 和 Q，则被测交流电阻的交直流转换误差 x 和角差 x 分别为
18、： %100 0 0 = x x x R RR . (A.1) Q x = . (A.2) 式中： x - 被测交流电阻的交直流转换差， %； x R 0 - 被测交流电阻器的直流电阻值，； R - 交流电阻测试仪测得的被测交流电阻器的交流电阻值（阻抗值的实部） ，。 x - 被测交流电阻的角差， rad； Q- 交流电阻测试仪测得的被测交流电阻器的品质因数。 A.1.2 同标称值替代测量法 当交流电阻测量仪的准确度不优于被测交流电阻器的允许误差的四分之一时，而又有比被测交流 电阻器高两个等级同标称值标准交流电阻器，同时交流阻抗测量仪具有足够的分辨力和短期稳定性时， 可以采用替代法测量。 a)
19、 交流电阻测试仪按要求的预热时间进行预热； DB51/T 17622014 9 b) 设置交流电阻测量仪主测量参数为交流电阻 R，副测量参数为品质因数 Q； c) 根据被测电阻器的标定频率和额定功率设置交流电阻测试仪的测试频率和工作电压； d) 有清零功能或短路校准功能的交流电阻测试仪应进行清零或短路校准； e) 用交流电阻测试仪测量标准交流电阻的测量值为 1 R 、 1 Q ；再用交流电阻测试仪测量被测交流 电阻的测量值为 2 R 、 2 Q ，则被测交流电阻的交直流转换差 x 和角差 x 为： %100 )1( 0 0210 + = x xss x R RRRR .(A.3) 2 0 10
20、 )( Q R QR x ss x + = .(A.4) 式中： x 被测交流电阻的交直流转换差， %； s 标准交流电阻器的交直流转换差， %； x 被测交流电阻器的角差， rad； s 标准交流电阻器的角差， rad； x R 0 被测交流电阻器的直流电阻值，； s R 0 标准交流电阻器的直流电阻值，； 1 R 交流电阻测试仪测得的标准交流电阻器的交流电阻值（阻抗值的实部） ，； 2 R 交流电阻测试仪测得的被测交流电阻器的交流电阻值（阻抗值的实部） ，； 1 Q 交流电阻测试仪测得的标准交流电阻器的品质因数； 2 Q 交流电阻测试仪测得的被测交流电阻器的品质因数。 A.1.3 非同标称
21、值比较法 当直接测量法和替代法不能满足要求，特别是在非同标称值传递时，若有能满足要求的标准电阻和 比较仪器，可以采用非同标称值比较法进行测量。 a) 交流电阻比较仪、交流指零仪（或锁相放大器）、交流电源等按要求的预热时间进行预热； b) 把标准交流电阻和被测交流电阻分解接到交流电阻比较仪的标准阻抗臂和被测阻抗比的接线 端； DB51/T 17622014 10 c) 根据被测电阻器的标定频率和额定功率设置交流电源的频率 f 和工作电压； d) 按标准交流电阻与被测交流电阻的阻值关系设置交流电阻比较仪的实部示值为 k e) 按交流电阻的标定频率设置交流电源的频率 f f) 接通电源，待交流指零仪
22、稳定后，根据其示值的大小调节交流电阻比较仪的实部和虚部使指零 仪指零（或实部和虚部同时为零）或可以忽略，读取交流电阻比较仪的实部的比值为 k 和虚部 的示值为 ，则被测交流电阻的交直流转换差和角差为： %100 )1( 0 000 + = x xsks x R RRk . (A.5) 0 2 k f k skx += . (A.6) 式中： x 被测交流电阻的交直流转换差， %； s 标准交流电阻器的交直流转换差， %； x 被测交流电阻器的角差， rad； s 标准交流电阻器的角差， rad； x R 0 被测交流电阻器的直流电阻值，； s R 0 标准交流电阻器的直流电阻值，； 0 k 交
23、流电阻比较仪的实部示值 k 在直流情况下的比例系数； k 交流电阻比较仪比例系数的实部频率误差， %； k 交流电阻比较仪比例系数的虚部频率误差， %； k 交流电阻比较仪虚部示值，。 A.1.4 数字表法 1）数字表的直接测量法 在检定条件下，当数字欧姆表或数字多用表的欧姆挡测量 电阻时带来的扩展不确定度（k=3）小于 被检等级指数的 1/3 时，可直接用欧姆表或数字多用表的欧姆挡测量被检电阻箱 x R 的电阻值，检定结 果为： DB51/T 17622014 11 xx BR = .(A.7) 式中： x B - 欧姆表 显示读数。 2） 数字电压表法 在检定条件下，利用标准电阻、恒流源以
24、及数字电压表通过测量标准电阻和被检电阻箱上的电压， 从而确定被检电阻箱的电阻值。在测量装置引入的扩展部确定度（k=3）小于被检等级指数的 1/3 时， 便可测得被检电阻箱的值。 用数字电压表检定电阻箱的基本工作原理如图 1 所示。 图 1 数字电压表检定电阻箱的工作原理图 图 1 中 B 为可调式高精度稳流电源，R N为标准电阻，R X为被检电阻箱，K 为换向开关。从图中可以 看出，挡开关 K 倒向N位置时，有： NN IRU = .(A.8) 当开关倒向 X 位置时，有： XX IRU = (A.9) 由式（A.8）和式（A.9）得： N X N X R R U U = .(A.10) DB
25、51/T 17622014 12 从式（A.10）可知，电压之比等于电阻之比。若在测量R N的电压时，调节恒流源B，将电压表对应 于U N的数值调到温度下R N的数值相同，那么检测R X时，数字电压表上就可得到R X在该温度下的实际值。由 于恒流源提供的电流在规定范围内不随负载的变化而变化， 所以按此工作原理可方便地检定电桥和电阻 箱被测点的电阻值及十进盘的累加电阻值。 A.2 交流电阻时间常数的测量方法 交流电阻的时间常数可以通过测量交流电阻的角差得到，具体测量方法同角差的测量方法。 若在标定频率为 f 时，被测交流电阻角差为 x ，则交流电阻的时间常数 x 为 f x x 2 = . (A.6) 式中： x 被测交流电阻的时间常数， s； x 被测交流电阻器的角差， rad； f 被测交流电阻标定频率， Hz。 DB51/T 17622014 13 参 考 文 献 JJG982-2003 直流电阻箱检定规程 _ DB51/T 17622014
