测量的不确定度 第十一讲 系统误差的消除(续)

§11—1 用替代测量法消除定值系统误差替代测量法就是在其它测量条件不变的情况下,用某一已知量替代被测量以达到消除定值系统误差的一种测量方法。替代测量法可应用于质量的测量(见§6—4),也可用在以交流电桥作精密测量工作中。这时,可先使电桥与接入电路的被测的量达到平衡,然后用其一已知的量替代被测的量,使电桥再次达到平衡。如果这种替代在电桥内没有引起任何其它变化的话,几乎可以全部地消除由一系列因素(例如电流、电容、电感等)所造成的定值系统误差。     

电子元件参数测量仪器发展概况

70年代以来,由于技术进步和元件测量的实际需要,元件参数测量仪器已由传统的四臂电桥原理(零示法)和谐振法原理(Q表法)过渡到复数伏安比阻抗原理(矢量电压电流法),基本上实现了多功能、多参数、宽量程、宽频段、高精度、高速度及智能化。四臂电桥是一种由标准导抗元件和被测未知导抗元件组成的网络。当网络加上一定的电压时,可以通过调节标准导抗,使网络的某两点间传输条件为零,由被测导抗和标准导抗之间存在的唯一数学关系可以从度盘刻度读取被测值。这类测量方法往往需要很费时间的平衡(指零)调节,量程和频段局限性较大。谐振法往往用于电抗成分与电阻成分之比很大的被测件测量,这恰好是电桥法无法实     

双臂电桥测低电阻的附加误差分析及桥臂的选择

用自组双臂电桥测低电阻，要保证测量能正常进行并使测量结果在电桥允许的误差范围内，关键的问题，是要正确选择桥臂电阻的阻值和精度，使得平衡方程式的修正项引入的附加误差能够真正被忽略。     

直流双臂电桥示值误差测量结果的不确定度评定

<正>一、概述1.测量依据JJG125-2004《直流电桥检定规程》。2.环境条件温度为(20±2)℃,湿度为(40~60)%RH。3.测量用标准器ZY4型双臂电桥校验标准器,准确度等级:0.01级。4.被测对象QJ44型直流双臂电桥,准确度等级:0.2级。5.测量方法在规定的测量条件下,采用整体检定法对直流双臂电桥进行检定,用双臂电桥校验标准器的电阻值与被检直流双臂电桥的示值相比较,双臂电桥的示值与标准器电阻值之差即为电桥的基本误差。     

关于直流比较仪式自动电桥自校准方法的探讨

直流比较仪式自动电桥主要应用于直流标准电阻器的比较测量,由于其具有自动测量功能使电阻的精密测量的复杂程度降低,很大提高了工作效率。虽然自动电桥在测量效率中有着较大的优势,但其在小电阻量程的没有手动电桥的自校正功能,因此其自校准的方法倍受困扰。文章主要对直流比较仪式自动电桥的自校准的方法进行了探讨。     

交流量子电阻传递电桥的研制

国际单位制变革后,阻抗参数需溯源至量子化霍尔电阻,其中将交流量子电阻传递到被测交流标准电阻是主要难点之一,需要研制10^–8量级的阻抗电桥,而常规精密阻抗电桥的准确度在10^–4至10^–5量级,仅有四端对同轴阻抗电桥在理论上能实现10^–8量级的准确度,但结构十分复杂,需要多次平衡,其过程存在相互影响,使平衡收敛十分缓慢,测量效率很低,同时存在频点单一的问题。针对以上不足,提出微差补偿网络隔离供电和可调虚部补偿输入比例的措施,大幅提高电桥收敛速度,并实现用于交流量子电阻传递的多频点四端对同轴阻抗电桥。同时给出四端对同轴阻抗电桥的校验方法和整体验证的标准器,验证结果表明：研制的交流量子电阻传递电桥10∶1的测量不确定度达到10^–8量级。     

应用比例电桥法测量焊缝直流微量电阻

本文介绍了应用单双两用电桥的比例臂和比较臂和以被测焊缝的母排作为标准电阻实现比例电桥新方法，可以不断开并联回路，测量焊缝１０＾－７Ω之微量电阻。     

金属材料电阻及电阻率的测量与分析

在电学测量中，经常遇到测量金属材料的电阻及电阻率的问题。下面，我们把测量铜、铜钨合金等金属材料的电阻率的原理、要求、方法和测试结果的误差分析做一简要介绍。１测量原理我们知道，铜、铜钨合金等金属材料的电阻值都是极小的，要得到准确的测量数据，可采用直流双电桥的方法进行测量。双电桥有六个桥臂，被测电阻必须用四端钮结构接入双电桥。如图１中Ｉ１、Ｉ２、Ｐ１、Ｐ２所示，Ｒｘ的电流引线Ｉ１、Ｉ２端接入电源回路，电位引线Ｐ１、Ｐ２端接入高电阻值的桥臂中，这样可减少引线电阻和接触电阻的影响。电桥平衡时：式中的ＲＰ…     

XQBJ系列电子自动平衡电桥测量系统故障分析及排除

XQBJ系列电子自动平衡电桥在使用过程中，因不同原因而出现故障。为此，现介绍根据平衡电桥的测量线路，对一些常见故障现象进行分析并提出解决的方法。     

选购常用电阻型直流电桥的注意事项

电阻型直流电桥是精密电阻计量仪器 ,通常采用四臂式也称两端式（惠斯登电桥又称单臂电桥）和六臂式也称四端式（凯尔文电桥又称双臂电桥）平衡原理 ,广泛应用于工厂、机关和科研单位。本文将从以下几个方面介绍选购常用电阻型直流电桥时应该注意的一些问题。一、准确度等级首先介绍一下常用电阻型电桥的特点 :单臂电桥最大的缺点是连接导线电阻直接与被测电阻相串联 ,不宜测量１Ω以下的小电阻 ,优点是线路简单 ,灵敏度较高 ;而双臂电桥由于采用四端式接法 ,将连接导线电阻分别连在内外桥臂 ,跨线电阻及电源回路中 ,因此对测量结果影响不大…     

基于双源自动平衡电桥的高精度电感测量装置设计

为实现电感的高精度、高效率、宽范围测量，搭建了一套低失真度、低噪声交流自动平衡电桥装置。该装置能够自动调平电桥并测试电桥各部分电压比例，从而计算得到电感值。利用数字相敏检波算法（DPSD）和拟牛顿迭代法可以保证快速准确地完成电桥自动调平衡过程，采用高速数据采集卡组成同步采样系统来提高电压比例测量部分的准确度，拓宽测量范围。在100，1000，10000 Hz等典型频率下，对10 μH~10 H范围内的电感进行了测量。实验证明，该装置在一定时间内测量稳定性达5×10-6，准确度指标与阻抗分析仪对比，一致性好。     

QJ33型万能比例臂的检定

QJ33型万能比例臂可以用直流比较仪电位差计和三次平衡电桥等测量电阻的方法进行检定,但这种方法操作和计算均麻烦,给检定工作带来困难。本文介绍用一般省级计量部门检定高精度电桥用的比较电桥对万能比例臂进行检定的方法,方法简单,完全满足万能比例臂的技术要求,效果很好。     

数字电桥中鉴相器参考信号相位偏差对测量的影响

在数字电桥中,为了测定被测元件所含有的两个正交分量,例如对于电容器的电容和电导两个分量,可以用鉴相器将被测元件上的信号电压进行分离,然后分别测定这两个分离出来的分量。鉴相有两种,一种是开关型的;另一种是调制型的。本文着重讨论后一种方法,并结合HP4271A型测量电容器的原理,对鉴相器中     

精密LCR测试技术研究

介绍了一种L、C、R测试系统,可以在75kHz～30MHz频率范围内对元器件进行精密测量。阐述了测试系统中的关键技术:包括自动平衡电桥法阻抗测量技术、75kHz～30MHz频率合成源技术、自动电平控制技术、鉴相及矢量测量技术、A D变换技术和四端对结构。研究了测试系统的误差来源及消除误差的方法,给出了系统的校准件的数学模型,并据此模型对系统的分布参量误差、频响误差等进行测量校准。最后给出了实验结果,系统的准确度为0 1%,被测件DUT上所加信号频率为75kHz～30MHz,以100Hz步进,幅度在5mV～2V范围内连续可调。     

三次平衡电桥的整体检定(上)

我国标准电阻检定最常用的标准设备是三次平衡电桥,主要型号有QJ-40、XQJ-3和XQJ-9。三次平衡电桥可以用按元件检定法进行检定。但按元件检定需专用设备,技术上较复杂,电桥也必须具有相应的结构,故难于实行。本文介绍的整体检定法就避免了这些问题,利用其本身设备,在工作状态下进行检     

坐标测量机及其应用

随着技术的发展，工业中采用了越来越多的特殊曲线或曲面，采用坐标测量技术的坐标测量机就可以比较好地产生这些曲线或曲面。利用坐标机可以对各种复杂形状的三维零件进行手动、机动或自动测量，通过人机对话，在计算机控制下完成全部测量的数据采集和处理工作。使用坐标测量技术的仪器还有其它形式。例如，使用经纬仪进行探测点瞄准的光学坐标测量系统，可以用非接触的方法对大型设备进行测量；原子力显微镜和隧道显微镜是微观尺寸的坐标机，可以在原子量级上进行测量。坐标机可以测量各种形状工件的几何参数。对任何一个被测对象，测量方…     

巧用双臂电桥测量高阻值

双臂电桥是测量低压电阻的常用仪器 ,测量准确、快捷 ,但只限于测量１０Ω以下的电阻值 ,对高压阻值的测量就失去了作用。如果将双臂电桥在测量前并联一个电阻 ,那它就能测量高压电阻值 ,这种方法简单 ,且测量的读数与使用单臂电桥测量的读数几乎接近。方法是 ,首先找一只阻值在１０Ω以下的电阻（电阻丝或铜丝替代也可） ,用双臂电桥先测量其阻值 ,记作Ｒ１,待测高压阻值记为ＲＸ,将Ｒ１ 与ＲＸ 并联然后再用双臂电桥测量 ,其读数记作Ｒ２,根据电阻并联原理有＝ ,得出 :ＲＸ＝下面采用此法和使用单臂电桥测量同一台Ｓ９———ｋＶＡ变压器…     

数字微差补偿器及其在电流比较仪电桥中的应用

设计一种能够在四象限内对输出信号进行调节的数字微差补偿器,核心器件为16 位串行输入乘法型数模转换器,以正弦电压信号作为参考,可根据接收的数字编码分别调节输出补偿信号的同相分量和正交分量。提出一款计算机控制的电流比较仪电桥线路,应用数字微差补偿器和牛顿迭代算法实现电流比较仪磁势的自动平衡。利用研制的电桥对双螺线型计算电阻进行测量,结果表明,该电桥在1592 Hz频率范围内的标准测量不确定度为2×10^-7,能够满足交流电阻量值传递要求。     

直读高精密电容电桥

标准电容器或电容箱的精确测量,目前一般是采用1615、CO-11、QS-16型变压器电容电桥。当被测对象为带外露端钮的三端标准电容器或电容箱时,为了消除端钮间和引线露出部分间的杂散电容影响,必须作两次测量以求得增量电容,即我们通常所说的“增量法”。由于增量电容是两次读数之差,所以检测效率低,同时容易造成计算的疏忽误差。为此我们设计了一种新型的变压器电容电桥一直读高精密电容电桥。     

电桥法测电阻的测量不确定度评定

电测技术中对测量结果的可信度评价非常重要,文章对电桥法测电阻的测量不确定度及自由度进行了评定,特别是对电桥灵敏度引入的测量不确定度分量进行了较为详细的阐述,综合评定了电桥灵敏度测量不确定度等因素对电阻测量结果的影响。