从上面证书摘录内容可以看出,这个《高精度电压、电流、电阻测量标准装置》实际上是福禄克高精度数字电压表8508A。列出的扩展不确定度是8508A的一年总不确定度,置信度为 95%。但是,在这份校准证书中,每个测量功能只给出了一个测试点的扩展不确定度,也是该测量功能的最优不确定度。用户无法得知这个测量标准在其他测量点的不确定度,更无法知道在其它各个测试点是否都满足不确定度比率的要求。可以说,这种校准不确定度的报告方式不满足国家规定,也不能满足用户的要求。正确的报告方式应该全面地满足有关规定,逐个测试点报告校准不确定度。
目前,中国计量院等国家级标准计量机构已经开始在校准证书中逐点报告校准不确定度了,并且此工作已经开展了几年。今后,国家对整个计量活动的要求更加严格,对标准器等级要求也会更高更严谨了。
三、 校准55XX系列校准器
55XX系列校准器包括新型号 5080A,5502A,5522A,以及过去的旧型号的5502A和5522A。它们的主要功能有如下几项:
· 直流电压 ±(0~1020) V
· 交流电压 1.0 mV~1020 V (1Hz~1MHz)
· 直流电流 ±(0~20.5) A
· 交流电流 29 mA~20.5 A, (1Hz~1MHz)
· 电阻 0 W~1100 MW
以往,很多实验室校准这些多产品校准器的方法,就是使用8508A八位半高精度数字多用表直接测量。 一台8508A真的就能够完成55XX系列校准器的校准吗?我们必须对不同的型号做具体的分析。在5500A、5502A、5520A、5522A的维护手册中,对这些仪器的校准要求和校准方法作了详细说明。尤其是提出了各个功能的校准调整点。只有保证这些校准调整点的准确度,才能保证仪器各个功能全范围的性能。当检查仪器性能时,应该尽量包含这些校准调整点。如果发现校准器准确度下降,必须通过调整这些点来恢复仪器的准确度。
这里,我们以准确度指标较低的5502A为例,按照5502A说明书建议的各个校准调整点,实际计算每个校准点的测量不确定度,分析用什么样的标准设备可以校准5502A。我们会发现,有很多功能,尤其是电流测量功能,8508A并不能满足校准多产品校准器的准确度要求。
1. 直流电压校准
根据5502A维护说明书,5502A直流电压除零点外,设有八个校准调整点。在各校准调整点上,我们计算出5502A的总不确定度,8508A的直流电压测量功能的总不确定度,计算结果列于表1中。从表1可以看出,8508A直流电压的性能非常优异,在所有5502A直流电压校准调整点上,5502A直流电压的总不确定度与8508A总不确定度的比率TUR都大于7,可以满足校准的基本要求。因此,可以用8508A的直流电压测量功能直接校准5502A的直流电压输出功能。
校准之前,应该先做好校准的准备工作。首先,所有仪器都应该开机后预热至足够的时间。然后,8508A和5502A都要做仪器校零,清除零点偏移对测量结果的影响。接着,就可以进行各个测试点的校准工作了。当5502A输出 3V 以下的小电压时,应该使用低热电势测试导线,消除导线中热电势对测量结果引起的测量误差,保证测量准确度。