耐压测试仪检定时击穿报警电流误差原因分析与解决方法

中国计量China Metrology

2010.5

温度计，发现安全泡的顶部还有一点水银。用高温法接上水银，至此该玻璃温度计断节、挂壁修复结束。

重点：在修复170℃~230℃一类玻璃温度计时，到了需急冷时，一定要清楚轻点冰块时玻璃温度计的自有温度还有多少。如玻璃温度计的自有温度高了，玻璃温度计会碎裂。

建议：因玻璃温度计的自有温度低了，只会使气泡不刺破，不会出现大的意外。可慢慢地提高玻璃温度计的自有温度来进行急冷操作。

用户交流

经与用户交流，了解到一般用户购买玻璃温度计后，发现玻璃温度计液柱断节了，通常去找销售商。销售商往往通过简单轻敲的方法完成修复。但等用户拿回单

位后，玻璃温度计在垂直状态下还好，可保持一段时间，一旦水平放置，很快就会再次出现断节的现象。

销售商具体修复过程：观察玻璃温度计，有一个气泡，气泡上的水银量不多。手拿玻璃温度计，移至桌子边缘处，用手轻敲桌子边缘。轻敲期间，一直保持玻璃温度计垂直、悬空。如轻敲无效果，他们会适当加大敲击力度，直至水银接上。

建议：（1）遇到此情况，可拒绝购买或更换新的。（2）不能更换的，自己或送当地计量所在恒温槽中进行高温、降温处理。

备注：（1）关于大气泡的确认，笔者认为评估出它的量等同于1/4个中间泡以上，即是大气泡。（2）玻璃温度计是不是全浸式不影响修复结果，都可试一试。

作者单位【江苏省张家港市计量测试所】《中国计量》杂志2009年第5期刊登的《耐压测试仪检定时易出现的几个问题》一文，对检定击穿报警电流时数据变化较大，以及比对试验中产生误差的原因进行了分析和论述。本文对此作进一步分析与探讨，并提出解决方法。

一、由操作不当引起，即调节电流时的速度过快在JJG795-2004《耐电压测试仪》检定规程中，检定击穿报警电流时调节电流归纳起来主要有两种操作方法：一种是固定电压调电阻。所谓固定电压就是把测试仪调到JJG795-2004要求的范围，然后不再变动，通过调节负载电阻逐渐使电流由小变大，从而检测出击穿报警电流。这种方法JJG795-2004详细叙述为“调整输出电压至0.1U H ，但不能低于500V 。调节R i 的阻值，同时观察毫安表上的示值，直至测试仪发出报警或切断输出电压，此时迅速读取电流值。重复测量两次，取其平均值，即为击穿报警电流值。”但在调节负载电阻时必须缓慢、平稳、平滑。如果负载电阻调节的速度过快，

就会产生较大变化的电流。我们知道检定击穿报警电流的主标准器是数表，任何数表都有一定的测量速度。测量速度指在规定的准确度内完成的最大测量次数，也就是仪表每秒显示的次数。由于动态的电流变化过大，数表从输入信号发生突变的瞬间到满足准确度的新的稳定显示值之间有一定的时间间隔，这就是响应时间。反之如果响应时间达不到要求，就不能满足准确度要求。影响检定准确度要求的响应时间主要有两种：一种是阶跃响应时间。在某量程上，也就是量程不变，在无极性变化时，由输入量以规定的幅度阶跃变化所引起的响应时间。另一种是量程响应时间。在无极性变化时，由输入量以规定的幅度阶跃变化引起转换到相邻量程的响应时间。这是指具有自动量程的数表。

另一种操作方法是固定电阻调电压。JJG795-2004规定“允许使用定电阻，平稳调节测试仪电压输出，使电流逐渐增大至电流切断值的方法。”这就是对固定电阻

耐压测试仪检定时

击穿报警电流误差原因分析与解决方法

□韩乙旻

余建旦

118技术篇检定、使用与调修

调电压的描述和解释。采用这种方法会产生更大变化的电流。因为大多数测试仪是由市电接到调压器后通过升压装置输出高压。调压器在360°旋转中很难控制角度，所以调节电压细度不够。有些数控电压的测试仪同样也是调节细度不够，有的至少50V一调。这样就容易产生阶跃的变化电流，从而产生误差。从调节电流方便程度和调节细度来说，固定电压调电阻优于固定电阻调电压，故推荐固定电压调电阻操作方法。

二、由标准器和辅助设备的缺陷造成

有些辅助设备（电流调节盘，即负载电阻）选用定值电阻或十进制式电阻箱，没有微调电阻零件，如果采用固定电压调电阻，同样容易产生阶跃的变化电流，从而产生误差。数表测试时都有一个工作周期。一个工作周期内数表要完成准备、复位、取样、比较、极性判别、量程自动选择（当有此功能时）、A/D变换及读数机构输出测量结果、显示等一系列工作。简单地说，一个工作周期包括信号采样、信号处理、读数显示三大部分。检定击穿报警电流时，当调节电阻产生电流到了预置击穿报警电流值时，正常的测试仪能够自动切断输出电压同时发出报警信号，JJG795-2004规定测试仪必须有这个功能。由于报警前产生的电流由小变大，是动态的。而数表测试断电一瞬间，那个工作周期一般不太可能正好完成信号采样、信号处理、直到读数显示的整个过程。换句话说，击穿断电时数表可能工作在信号采样阶段也可能工作在信号处理阶段，断电时数表正好工作在这个周期读数显示阶段的概率很小。

因此，击穿断电时数表显示的电流值一般总是前一个工作周期的数据，理论上说击穿报警电流的实际值（不可测得），一定比测得值（检定时被称作实际值）要大。也就是说工作频率快的数表比慢的误差小。在比对试验中要有这个认知。对不同类型的数表，其测量速度差别很大，有的几秒一次，有的高达每秒几万次。一般用于检定准确度最高只有2级耐压测试仪的数表，测试速度每秒几次至几十次就足够了。即使使用高性能、高准确度的数表，如果用定值电阻或十进式电阻箱（即调节细度不够），再好的数表响应时间也无法满足测试阶跃的变化电流。笔者推荐使用有极值保持功能的数表，使用时能排除人为视觉误差，同时降低劳动强度，特别是在做比对试验时更加客观公正。

三、解决方法

笔者认为，检定测试仪击穿报警电流时产生误差的主要原因有以上两种，对操作不当引起的可以通过规范操作，调节时尽量减小电流变化速率来解决。根据

JJG795-2004要求测两次取平均值，如果碰到数据异常

再找原因。

由标准器和辅助设备的缺陷造成的，我院和上海凡

伦科技发展有限公司通过联合研制一套装置解决了这

个问题。根据电流大小把负载电阻分成3路：2mA、20m

A、100mA，合理选择电阻，分配电阻功率，使每个电阻

发挥最大作用。同时减少装置重量，以便于携带。体积

只有29cm×20cm×14.5cm，重量仅2.6kg。每一路配备一

只多圈可调电位器，最多可调10圈，调节范围大大增

加，而且调节细度也有很大改善，方便操作。在测试终

端笔者采用了电流表测试方法和电压表测试方法。电

流表法可直接读取电流数据，电压表法是电流通过标

准电阻用电压表读数。特别要提的是选用电压表法的

好处。一般数字多用表（或万用表）电压挡的准确度比

电流挡要高，选择电压表法检测可更好地利用数表的

准确度，而且可以使测试更合理。从以上分析中可知，

击穿时实际报警电流一定比数表显示的电流要大，当

然这种误差相对2级准确度来说影响是很小的，但可

以利用电压表法检测，通过选用正误差为0.01级的标

准电阻，尽量和实际值接近。从检测来说，合理选择正

误差更安全。

笔者制作的这套装置的另一个重要技术是，利用具

有手动保持功能的手持式数字万用表或台式数字多用

表改制而成，当击穿时数表能够自动数据保持。我们运

用的自动数据保持功能技术不同于有些同功能的仪

表和装置。这些仪表和装置的极值保持功能原理就是

通过仪表内部芯片设计极值（最大值）保持程序来解

决的。而本装置是通过外部的信号处理后，反馈控制

数表手动保持功能端，使之能自动数据保持显示。由

于是通过外部的信号处理和控制，很容易与计时电路

配接，达到JJG795-2004规定的自动测试电压持续时间

要求，大大提高测试准确度。目前，市场上手动数据保

持功能的数表比有自动极值数据保持功能的数表要

多，而且手动数据保持的数表比有自动极值数据保持

功能的数表价格要便宜得多。因此，这套装置成本低、

适用范围大、显示清晰、性能稳定、维修方便。经过多

次比对，检测数据之差均在合格范围之内，使用效果

良好。由于体积小、重量轻，便于现场检定耐电压测试

仪，值得推荐。

作者单位【韩乙旻上海市质量监督检验技术研究院

计量检测所、余建旦上海凡伦科技发展有限公司】

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检定、使用与调修技术篇

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