1、 HYPERLINK 三次平衡雙雙電橋檢檢定規程程Verifficaatioon RReguulattionn off Thhe TThreee SStepps BBlannce Douublee Brridgge本檢定規程程經國家家計量局局于19987年年3月99日批準準，并自自19888年11月9日日起施行行。歸口單位：中國測測試技術術研究院院起草單位：中國測測試技術術研究院院本規程技術術條文由由起草單單位負責責解釋。本規程主要要起草人人：崔廣英(中中國測試試技術研研究院)三次平衡雙雙電橋檢檢定規程程本規程適用用于新生生產、使使用中和和修理后后的三次次平衡雙雙電橋的的檢定。本規程不適適用于

2、普普通雙電電橋的檢檢定。一 概述三次平衡雙雙電橋是是用于精精密比較較10-31102范圍內內同標稱稱值標準準電阻的的儀器。通通過電橋橋的三次次平衡調調節，可可以有效效地消除除標準電電阻的電電位引線線電阻、連連接導線線電阻和和端鈕接接觸處的的過渡電電阻等對對測量小小電阻的的影響。達達到高精精度標準準電阻的的比較。三三次平衡衡雙電橋橋的原理理線路如如圖1所所示。三次平衡雙雙電橋比比較標準準電阻的的過程如如下。在所有情況況下，橋橋臂參數數的選擇擇都應滿滿足下列列條件：將被檢標準準電阻用用替代法法輪流地地接到被被檢臂RRx中，按按下列步步驟進行行電橋的的平衡：第一次平衡衡：閉合合K1，斷斷開K22，接

3、通通K3，調調節R44(RCC)使電電橋平衡衡。第二次平衡衡：閉合合K1和和K2，調調節raa或rbb使用電電橋平衡衡。第三次平衡衡：斷開開K1和和K2，調調節rcc或rdd使用電電橋平衡衡。重復一、二二、三次次平衡步步驟，直直至完全全三次平平衡為止止，得到到如下等等式：*電橋平衡衡系指電電流正反反向時，檢檢流計處處在同一一標尺位位置，即即虛零位位法，下下同。圖1 三次次平衡雙雙電橋原原理線路路如圖RA(RCC)-外外(內)比較臂臂電阻；RB(RDD)-外外(內)比例臂臂電阻；ra(rcc)-外外(內)比較臂臂輔助平平衡電阻阻；rb(rdd)-外外(內)比例臂臂輔助平平衡電阻阻；Rx、RTT-

4、被檢檢臂和輔輔助臂電電阻；K1、K22-內、外外跨線短短路開關關；K3-電源源電流換換向開關關；G-檢流計計；Rh-電源源電路內內調節電電阻；B、A-直直流電源源和電流流表式(1)是是三次平平衡雙電電橋測量量標準電電阻的基基本計算算公式，它它具有與與單電橋橋測量電電阻完全全一樣的的形式。同標稱值標標準電阻阻的高精精度比較較，一般般不采用用電橋直直接法測測量電阻阻，而是是采用能能夠消除除電橋系系統誤差差的替代代法，這這樣被檢檢電阻RRxt11的實際際值按下下式計算算：式中: RRxt11、RNNt2-被檢的的和標準準的標準準電阻在在溫度分分別為tt1和tt2時的的電阻實實際值；Ax、ANN-被檢

5、檢的和標標準的標標準電阻阻分別在在電橋平平衡時，RRA臂上上的相對對讀數；RAH-RRA臂電電阻的檔檔稱值。二 技術要要求1 外觀及及標志1.1 三三次平衡衡雙電橋橋的銘牌牌或外殼殼上應標標明：1.1.11 產品品名稱、型型號和出出廠編號號；1.1.22 制造造單位或或商標；1.1.33 有效效量程和和等級指指數；1.1.44 標準準溫度和和標稱使使用溫度度范圍；1.1.55 試驗驗電壓；1.1.66 使用用位置(無位置置符號表表示該電電橋可在在任意位位置使用用)。1.2 三三次平衡衡雙電橋橋面板上上的開關關和接線線柱端鈕鈕應標明明功能和和符號。表1*允許變差差以等級級指數的的百分數數表示。2

6、 三次平平衡雙電電橋的等等級指數數、標準準溫度和和相對濕濕度范圍圍，標稱稱使用溫溫度和相相對濕度度范圍應應符合表表1的規規定。3 三次平平衡雙電電橋在標標稱使用用溫度和和相對濕濕度范圍圍內，由由標準條條件到標標稱使用用條件引引起的允允許變差差不應超超過表11的規定定。4 三次平平衡雙電電橋在標標準條件件下，比比較臂和和比例臂臂電阻的的實際值值相對偏偏差不應應超過00.011%或比比較臂與與比例臂臂電阻的的實際比比值不應應超過00.022%。5 三次平平衡雙電電橋(用用替代法法測量時時)外比比較臂測測量盤的的線性極極限誤差差即最大大算術值值線性誤誤差與最最小算術術值線性性誤差之之差不應應超過相相

7、應等級級指數。6 三次平平衡雙電電橋各調調節盤電電阻的調調節范圍圍應滿足足表2的的規定：表2 ()7 三次平平衡雙電電橋各輔輔助平衡衡調節盤盤的電阻阻應保證證以最小小步進值值連續可可調。8 在標稱稱使用條條件下，三三次平衡衡雙電橋橋的線路路和與線線路無電電氣連接接的任意意導電部部件之間間的絕緣緣電阻不不應小于于1000M。9 三次平平衡雙電電橋的線線路與外外殼或與與線路無無電氣連連接的任任意導電電部件之之間應能能承受頻頻率為445665Hzz的實際際正弦交交流電壓壓5000V10%(具有有控溫裝裝置的三三次平衡衡雙電橋橋，試驗驗電壓為為15000V)，歷時時1miin的耐耐壓試驗驗，應無無擊穿

8、或或無飛弧弧現象。三 檢定條條件10 檢定定三次平平衡雙電電橋基本本誤差時時，標準準溫度和和相對濕濕度應符符合表11的規定定。對具具有自動動控溫裝裝置的三三次平衡衡雙電橋橋，其溫溫度的控控制應符符合生產產廠的規規定。11 三次次平衡雙雙電橋絕絕緣電阻阻的測量量和電壓壓的試驗驗，應在在表1所所規定的的標稱使使用溫度度和相對對濕度范范圍內進進行。12 檢定定三次平平衡雙電電橋基本本誤差的的總不確確定度不不應超過過被檢電電橋相應應等級指指數的11/3。12.1 檢定裝裝置中，標標定測量量盤電阻阻所用的的標準電電阻引起起的誤差差不應超超過被檢檢電橋相相應等級級指數的的1/110。12.2 檢定裝裝置中

9、，測測量儀器器引起的的誤差不不應超過過被檢電電橋相應應等級指指數的11/100。12.3 檢定裝裝置中，檢檢流計靈靈敏度不不夠引起起的誤差差不應超超過被檢檢電橋相相應等級級指數的的1/110。12.4 檢定裝裝置中，其其它原因因(包括括開關的的熱電勢勢變差、接接觸電阻阻變差、絕絕緣不良良引起的的漏電、靜靜電感應應和環境境條件等等)引起起的誤差差不應超超過被檢檢電橋相相應等級級指數的的1/110。13 測量量比較臂臂和比例例臂電阻阻的實際際值或比比值的不不確定度度應小于于110-5。14 測量量絕緣電電阻的儀儀器，測測量誤差差應小于于30%。15 電壓壓試驗所所用的高高壓試驗驗臺應有有足夠的的輸

10、出容容量(應應大于00.255kVAA)和電電壓連續續可調。四 檢定項項目16 三次次平衡雙雙電橋的的檢定項項目，應應按表33的規定定進行。檢定方法17 外觀觀檢查檢查三次平平衡雙電電橋銘牌牌或外殼殼上的標標志應符符合技術術要求。對新生產的的三次平平衡雙電電橋，要要求完好好無損。對對使用中中的或修修理后的的三次平平衡雙電電橋，如如發現有有嚴重影影響電橋橋的計量量性能的的欠缺時時，應在在修復后后再進行行檢定。表3注：“+”表示應應檢定，“-”表示不檢定。18 線路路檢查用萬用表的的歐姆檔檔檢查三三次平衡衡雙電橋橋線路，如如發現有有不正常常時，應應查明原原因，修修復后再再進行檢檢定。19 絕緣緣電

11、阻的的測量用高阻計或或絕緣電電阻測量量儀進行行測量，如如發現絕絕緣電阻阻不能滿滿足要求求時，應應查明原原因，修修復后再再進行檢檢定。20 電壓壓的試驗驗在高壓試驗驗臺上進進行，試試驗電壓壓以1000V/s的速速度平穩穩地上升升至所規規定的試試驗電壓壓，歷時時1miin的耐耐壓試驗驗，無擊擊穿或無無飛弧現現象為合合格，否否則為不不合格。然然后將電電壓平穩穩地降到到零。21 比較較臂和比比例臂電電阻實際際值的測測量用電橋法或或電位差差計補償償法進行行同標稱稱值電阻阻的測量量或用被被檢三次次平衡雙雙電橋的的被檢臂臂電阻與與輔助臂臂電阻交交換位置置進行比比較臂與與比例臂臂電阻比比值的測測量。22 輔助

12、助調節盤盤電阻連連續性的的檢查選兩只1標準電電阻，一一個接在在被檢端端，另一一個接在在輔助臂臂，選擇擇合適的的檢流計計靈敏度度逐個檢檢查輔助助平衡調調節盤電電阻的連連續性。23 測量量盤線性性度誤差差的檢定定根據三次平平衡雙電電橋測量量盤的結結構特點點和等級級指數，按按表4的的規定選選擇檢定定方法。表423.1 按元件件檢定法法三次平衡雙雙電橋的的測量盤盤是采用用十進分分路式微微調盤結結構，電電阻元件件多數是是由非十十進電阻阻值組成成，每個個元件設設有電位位端，可可以按元元件測量量微調盤盤的分路路電阻，通通過并聯聯電阻公公式計算算，求出出每盤步步電阻值值及其誤誤差，這這種方法法測量精精度高，適

13、適用于00.0000055、0.00001級三三次平衡衡雙電橋橋測量盤盤的檢定定。圖2 用電電流比較較儀電位位差計測測量分路路電阻原原理線路路圖Rs-分流流電阻；RN-標準電電阻；KK-換接接開關；G-檢檢流計；r0、rr1、r110-分分路電阻阻；R001、RR02、-主分路電阻23.1.1 用用直流電電流比較較儀式電電位差計計(簡稱稱電流比比較儀電電位差計計)進行行三次平平衡雙電電橋測量量盤分路路電阻的的按元件件檢定。原理線路如如圖2所所示。電流比較儀儀電位差差計法測測量非十十進電阻阻具有準準確度高高、測量量迅速、使使用方便便等特點點，非常常適合于于微調盤盤分路電電阻的測測量。測量過程：(

14、1)按圖圖2接好好線路，根根據被測測電阻選選擇與其其相近的的標準電電阻RNN和相應應的標準準電阻等等級指數數。(2)用0.11量程，按按標準電電阻RNN的實際際值放置置電流比比較儀電電位差計計的測量量盤示值值，將換換接開關關K置向向標準，調調節分流流電阻RRS，使使其電流流比較儀儀電位差差計平衡衡。(3)將換換接開關關K置向向被測，分分別測量量微調盤盤的分路路電阻，電電流比較較儀電位位差計上上的平衡衡示值即即為被測測分路電電阻的實實際值。(4)根據據測得的的分路電電阻實際際值，按按并聯電電阻計算算公式計計算等效效電阻值值、步進進電阻值值和步進進值的誤誤差。23.1.2 用用萬能比比例臂電電橋進

15、行行測量盤盤分路電電阻的按按元件檢檢定。原理線路如如圖3所所示。用萬能比例例臂電橋橋測量分分路電阻阻必須按按四端電電阻接法法進行測測量，也也可以將將十個分分別睡電電阻元件件串接在在萬能比比例臂電電橋的被被測端，分別別測出每每個電阻阻元件電電位端在在萬能比比例臂電電橋上的的兩個平平衡讀數數，記作作R1和和R2；標準電電阻RNN電位端端上的兩兩個平衡衡讀數，記記作R33和R44。按下下式進行行被測電電阻值的的計算：式中，Rxx，RNN分別為為被測電電阻和標標準電阻阻的實際際值。23.2 十進盤盤替代法法如果測量盤盤分路電電阻不設設有電位位端時，按按元件檢檢定法已已不適用用，必須須采用十十進盤替替代

16、法進進行檢定定。圖3 用萬萬能比例例臂電橋橋測量分分路電阻阻的原理理線路圖圖Rx-被測測電阻；RN-標準電電阻；BB-電源源；K-電源電電流換向向開關；G-檢檢流計23.2.1 十十進盤替替代法原原理基本原理是是用后一一盤的十十個步進進值電阻阻同前一一盤的每每一個步步進值電電阻在電電橋裝置置上作替替代比較較，最后后一個十十進盤的的每一個個步進值值電阻由由檢流計計的偏格格來確定定。只需需對其中中一個十十進盤的的電阻值值進行電電阻標定定，整個個十進盤盤電阻步步進值的的實際電電阻值就就可以通通過計算算得到。23.2.2 十十進盤替替代法檢檢定線路路用QJ-225型直直讀比例例臂微調調電阻箱箱當作被被

17、測電阻阻，進行行三次平平衡雙電電橋測量量盤線性性度誤差差的檢定定，其原原理線路路如圖44所示。圖4 三次次平衡雙雙電橋測測量盤線線性度誤誤差的檢檢定原理理線路圖圖Rx-QJJ25型型直讀比比例臂微微調電阻阻箱(簡簡稱QJJ25)；RNN-標定定用標準準電阻；K4-換接開開關23.2.3 測測量過程程(1)測量量盤線性性度的檢檢定步驟驟(a)選擇擇Rx和和RT的的標稱電電阻值為為1000，按圖圖4接好好線路，RRA和QQJ255全部示示值置零零，K44置1，閉閉合K11。(b)閉合合K2，調調節raa或rbb使電橋橋平衡。(c)斷開開K2，調調節QJJ25使使電橋平平衡。(d)重復復b)和和c)

18、步步驟，直直至完全全平衡為為止。(e)將RRA第一一盤置于于1，末末盤置于于5，其其余盤置置于零，QQJ255與RAA第一盤盤對應盤盤置于11，其余余盤不動動，調節節RA末末盤使電電橋平衡衡，記錄錄RA末末盤的示示值為aaT1。(f)QJJ25保保持不變變，RAA第一盤盤示值退退回到零零，第二二盤示值值由零進進到100，調節節RA末末盤使電電橋平衡衡，記錄錄RA末末盤的示示值為bbT1。步驟(e)和(ff)實現現了RAA第一盤盤第1個個步進電電阻值RRT1與與第一盤盤十個步步進電阻阻值 的的比較，其其差值T1為為：(g)將RRA第一一盤進到到2，第第二盤退退回到零零，QJJ25與與RA第第一盤

19、對對應盤也也進到22，其余余盤不動動，調節節RA末末盤使電電橋平衡衡，記錄錄RA末末盤的示示值為aa2。(h)QJJ25保保持不變變，RAA第一盤盤示值退退回到11，第二二盤示值值由零進進到100，調節節RA末末盤使電電橋平衡衡記錄RRA末盤盤的示值值為bTT2。步驟(g)和(hh)實現現了RAA第一盤盤第2個個步進電電阻值RRT2與與第二盤盤十個步步進電阻阻值 的的比較，其其差值T2為為：依次類同,可得到到:式中: Ti-第一盤盤第i個個步進電電阻值與與第二盤盤十個步步進電阻阻值的差差值；RTi-第第一盤第第i個步步進電阻阻值；-第二盤十十個步進進電阻值值。式中: ji-第j盤盤第i個個步進

20、電電阻值與與第j+1盤十十個步進進電阻值值的差值值；Rji-第第j盤第第i個步步進電阻阻值；-第j+11盤十個個步進電電阻值。(i)RAA的最后后一盤可可采用檢檢流計偏偏格法進進行檢定定，即變變化RAA最后一一盤的全全部示值值，使其其檢流計計偏轉1100格格，記錄錄每一步步進電阻阻值變化化時檢流流計的偏偏轉格數數ai，末末盤每一一步進電電阻值RRei為為：式中: RRei-末盤第第i個步步進電阻阻值；-末盤十個個步進電電阻值。(2)測量量盤電阻阻的標定定公式假定 為已已知，各各測量盤盤步進電電阻的累累加值分分別為：如果第五盤盤為末盤盤，則有有：也可以假定定其它一一個測量量盤十個個步進電電阻值為

21、為已知，則則有另外外一些公公式表示示，而計計算結果果應該是是一致的的。(3)測量量盤電阻阻的標定定方法測量盤線性性度檢定定完成后后，應該該對測量量盤電阻阻進行標標定，則則即假定定 的已已知電阻阻進行求求值。標定方法是是用已知知的標準準電阻作作為標定定電阻串串聯在被被測電阻阻Rx上上，用圖圖4線路路進行接接線和測測量。RRx的增增量必定定是RAA的增量量，由此此標定出出測量盤盤第二盤盤十個步步進電阻阻值。(a)標定定電阻的的選擇原原則對測量盤第第二盤十十個步進進電阻值值進行標標定要選選擇與它它相對應應的變化化阻值，如如RA第第二盤步步進電阻阻值為10-2，則應應選擇標標定電阻阻RN為為0.11的

22、0.01級級標準電電阻。為在電橋平平衡時能能對應第第二盤十十個步進進電阻值值的變化化，還應應選擇RRN的實實際電阻阻值為大大于標稱稱值的標標準電阻阻。(b)測量量步驟i 當測量量盤線性性度檢定定完成后后，將RRA和QQJ255的全部部示值置置于零，其其中RAA末盤置置于5，調調節QJJ25使使電橋平平衡。ii 閉合合K2，調調節raa使電橋橋平衡。iii 斷斷開K22，調節節RA末末盤，重重新使用用電橋平平衡，記記錄電橋橋RA末末盤的平平衡示值值為A。iv K44置于22，RAA的第二二盤進到到10，其其余盤的的示值不不變，重重復步驟驟ii和和iiii，記錄錄電橋RRA末盤盤的平衡衡示值為為B

23、。V按下式計計算的電電阻實際際值：23.3 整體檢檢定法用電流比較較儀電橋橋準確度度高、穩穩定性好好的特點點，直接接檢定測測量盤的的線性度度誤差，其其原理線線路如圖5所示。圖5 電流流比較儀儀電橋檢檢定測量量盤線性性度誤差差的原理理線路圖圖RA-外比比較臂測測量盤電電阻；rra-外外比較臂臂輔助平平衡調節節盤電阻阻；RNN-二等等標準電電阻；GG-檢流流計測量步驟：(a)選取取RN和和RA標標稱值為為1000的電阻阻，按圖圖5接好好線路。(b)測量量RA+ra的的起始電電阻；將將RA和和ra的的全部示示值置于于零，RRN的相相對偏差差置于電電流比較較儀電橋橋的偏差差盤RSS上，調調節Rxx/RSS盤使電電橋平衡衡，記錄錄電橋RRx/RRs盤上上的平衡衡示值為為Kj00。(c)逐盤盤逐擋進進行RAA的測量量，