基于系统的数字多用表校准方法研究

张放

摘要：在使用数字多用仪表进行测量之前，经常需要对数字多用仪表进行校准工作，以确保测量值的准确性。校准计量是一个专业术语，是一套操作程序的组合,目的是确定在特定条件下的计量仪器用测量工具、测量系统,或者用一种物理量或参考物质,确定其量值大小的准确性。校准是实现基于需求的可追溯性的重要手段，也是确保量值准确和一致的重要措施。

关键词：系统；数字多用表；校准方法；

前言：数字多用表又称多路复用器、万用表、三用仪表、多用途仪表等，是化工电力电子等行业中不可缺少的测量仪器。多用表分为指针多用表和数字显示多用表，数字多用表是一种多功能多量程的仪表，通用可以测量交直流电流、电压、电阻、频率等信号。

一、数字多用表校准的现状

2016年修订改版的数字多用表校准规范,即JJF1587-2016,对数字多用表校准工作要求提高。因为对于多参数测量,为确保数值的精度和可靠性,就要求校准人员必须按照数字多用表校准规范的具体要求对各参数进行校准，在逐步完善数字多用表型号、功能的同时，对数字多用表进行校准需要很长时间；校准时校准装置,通常的做法是使用一个在线数据库,用于连接装置校准,校准来进行工作,因为该装置校准和本身并不是固定连接方式与一条线,当要使用数据库的数据,往往需要花一定的时间去寻找,有时也不可避免地会丢失，难以找到，从而给校准器带来一些无形的问题，需要在完善现有校准系统的基础上进行升级，以满足高质量的校准检验服务。

二、数字多用表校准工作原理

数字多用表是一种多量限、多功能的电子测量仪器，用于测量电压、电流、电阻或其他电气参数，并以十进制数字显示测量值。数字多用表是一个多功能的数字多路复用器，可以以非常精确的数字显示各自的电气参数，从而在一台机器上实现多路复用。近几年,随着微芯片技术的广泛应用,微处理器控制的标准电压源上升到一个新的层次,不仅使用方便,智能程度高、精度指标也得到了大幅度的改善,标准电压源由微处理器控制很容易使用、强大和可靠的选择与总线接口,可轻松形成各种自动测量校准系统。振荡器的输出信号通过放大器和输出变压器传递到输出。生成器设计标准频率为10Hz ~ 100kHz, 1mV ~ 100V电压范围是与功率放大器耦合(最高可达1000V),精度可达到0.02%短期稳定,失真度可以优于0.05%。

三、基于系统的数字多用表校准方法

1.直接比较法是一种常用的物理校准方法，通过将测量值与标准值直接比较，将测量值从一个标准值传递到测量值，从而使测量值得以测量。这种测量方法使用简单，不需要太多的测量仪器和复杂的测量技术。将标准数字多用表与被测数字多用表置于相同的测量条件下，同时或单独测量相同的信号源输出值，得到标准值和显示值，用比较方法得到校准结果。一般情况下，标准表量程的选择与被测表量程的选择一致，确保了标准表的准确性和可靠性，并保证了量值的可溯源性。数字多用表直流电流校准，将标准直流数字电流表(或具有电流功能的标准数字多用表)与校准电流表串联后，连接到直流电源输出，标准数字电流表的显示位数应比被校数字多用表的显示位数高1位，直流电源应具有足够的稳定性和分辨率。

2.在标准数字电阻计和数字多用表的电阻功能校准，采用相同标称值的电阻。校准低阻时，为消除引线电阻的影响,采用四线测量方式，同时注意屏蔽，避免空间电磁干扰。尝试使用四线测量、两线测量必须使用专用连接线。

3.本文采用标准源方法对数字万用表进行校准设计。测量结果的不确定度和校准系统的适应性等方面，使用标准源校准方法,只需要一台多功能、全系统有良好的稳定性的高精度校准源,其运行功能及技术要求可由软件控制,减少了很多因素的影响，校准过程的测量结果的不确定优于用直接比较的校准方法。

措施的目的是在量值大小的测量结果的过程中,减少实际测量实验方法和实验设备不完善引入的不确定度，以及周围环境的影响和人们的认识的能力等的限制,带入的测量误差,因此,为了保证校准工作的准确度、可靠性，完全控制和正确应用测量误差的处理结果,首先必须了解和掌握测量误差理论和理论测量不确定度。可以看到测量误差的定义,是基于统计学理论的静态测量误差理论,研究的对象,服从正态分布随机误差估计和处理数据的理论,重点是真正的价值或价值传统的真理,是一个理想的概念,不能确切且难以量化。测量误差通常在实际测量过程中不直接引用，而测量误差的两个组成部分是直接引用的，即随机误差和系统误差。一个完整的测量结果，不仅表示出其大小，而且表示测量结果的不确定度。

4.校准系统由硬件、软件和两大部分组成。硬件部分由多功能标准源、测试数字多路复用表和接口系统组成。多功能标准源是强大的，我们可以校准数字多用表的主要参数，例如通过多功能校准源输出交直流电压、电流,及电阻等参数。利用软件对数据进行校准,并数据处理计算测量误差，并得到测量结果的不确定。在校准过程中，如果遇到需要程序中断的情况，可以直接按相应程序上的按钮进行程序中断操作。好的软件和用户友好的操作界面是必不可少的，是人机交互和使用软件的第一印象的重要组成部分，是软件设计的重要组成部分。软件界面设计越来越受到重视，所谓的用户体验主要是指软件界面设计，功能键的位置和大小可根据操作需要进行设计。

结束语：本文只能将校准系统的设计和研究与实际情况相结合，实现快捷又准确地完成校准工作。该系统的功能还有待完善，作者希望在未来的工作中，有可能收集更多的数字多用表编程手册，进一步完善该软件，使其具有更好的通用性。

参考文献：

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