摘要：由于引起回路電阻測試儀示值誤差的因素較多，難以保證檢測結(jié)果的準確性，因此本文提出基于虛擬標準電阻法的回路電阻測試儀示值誤差檢測方法。以回路電阻測試儀異常系數(shù)恒定為前提，確定虛擬標準電阻的阻值梯度。在具體的檢測階段設置10組虛擬標準電阻梯度，記錄穩(wěn)定狀態(tài)下的回路電阻測試儀示值，并擬合10組示數(shù)與設置的虛擬標準電阻間的綜合差異，確定對應的回路電阻測試儀示值誤差。在對比試驗中，基于虛擬標準電阻法的回路電阻測試儀示值誤差檢測方法具有良好的準確性，示值誤差基本穩(wěn)定在0.001Ω以內(nèi)。

關鍵詞：虛擬標準電阻法；回路電阻測試儀；示值誤差；異常系數(shù)；阻值梯度

中圖分類號：TP39""""""""" 文獻標志碼：A

引起回路電阻測試儀示值誤差的因素是多種多樣的，除測量方法不正確、環(huán)境因素作用以及回路電阻測試儀本身存在誤差外，回路電阻本身的變化也可能會使測試結(jié)果出現(xiàn)誤差[1]。例如，回路中的接觸電阻發(fā)生變化、導線電阻發(fā)生變化等都可能使測試結(jié)果出現(xiàn)誤差[2]。為了降低回路電阻測試儀示值誤差，除采取有效措施對其加以控制外，還需要對具體的誤差情況進行精準檢測，這也是保證回路電阻測試儀示值誤差控制效果的關鍵[3]。綜合上述分析可以看出，精準檢測回路電阻測試儀示值誤差是確保其應用價值和應用效果的重要基礎。

在此基礎上，本文提出基于虛擬標準電阻法的回路電阻測試儀示值誤差檢測方法，并進行了對比測試，通過分析不同方法下電阻測試儀示值誤差檢測結(jié)果與實際誤差間的關系，對設計檢測方法的性能做出客觀評價。

1回路電阻測試儀示值誤差檢測方法設計

1.1虛擬標準電阻值設置

由于不同回路電阻測試儀的運行參數(shù)范圍不同，相關參數(shù)的配置也會不同[4]。為了能更精準地檢測其示值誤差，需要對基于虛擬標準電阻法的具體阻值進行適應性設置[5]。

在具體的執(zhí)行過程中，使用虛擬標準電阻軟件選擇一個初始的標準電阻值，同時設置測試電流在回路電阻測試儀的允許工作范圍內(nèi)。需要特別注意的是，此時的虛擬標準電阻與回路電阻測試儀的連接位置為測量端子。由此可最大限度地降低由操作因素導致的檢測結(jié)果誤差。通常將測量端子設計為具有高精度的接觸面，確保與虛擬標準電阻間形成良好的電接觸，從而有效降低接觸電阻對測量結(jié)果的影響。此外，測量端子還需要具備穩(wěn)定的機械性能，能夠承受測試過程中可能出現(xiàn)的振動或溫度變化，以進一步提高檢測結(jié)果的可靠性。

在確保所有連接都緊固且無松動的前提下，按照上述方式啟動待檢測的回路電阻測試儀裝置，并讀取其穩(wěn)定后的電阻值示值結(jié)果。再根據(jù)固定尺度改變虛擬標準電阻值，重復上述操作過程。2次測試待檢測的回路電阻測試儀的示數(shù)結(jié)果計算方式分別如公式（1）、公式（2）所示。

（1）

（2）

式中：R1為待檢測回路電阻測試儀對第一次測試虛擬標準電阻的示數(shù)結(jié)果；r1為第一次測試階段隨機初始的標準電阻值；ax為第一次測試階段，待檢測回路電阻測試儀的異常系數(shù)；R2為待檢測回路電阻測試儀對第二次測試虛擬標準電阻的示數(shù)結(jié)果；r2為第二次測試階段隨機初始的標準電阻值；ay為第二次測試階段，待檢測回路電阻測試儀的異常系數(shù)；U和I分別為待檢測回路電阻測試儀的電源電壓和電流強度參數(shù)。

一般情況下，回路電阻測試儀對相同工況進行阻值檢測時，對應的電源電壓和電流強度設置均為定值。當測試工況發(fā)生變化時，結(jié)合實際待檢測阻值情況，對應回路電阻測試儀的電源電壓和電流強度參數(shù)也要進行適應性調(diào)整。在設置虛擬標準電阻值階段，以測試工況不變?yōu)榍疤帷?/p>

在公式（1）和公式（2）中，待檢測回路電阻測試儀的異常系數(shù)ax和ay為未知量，結(jié)合其余已知參數(shù)，對異常系數(shù)ax和ay的關系進行判斷。當虛擬標準電阻的梯度設置與回路電阻測試儀實際檢測值的差在允許誤差范圍內(nèi)且該差值無限接近于0時，可認為此時的虛擬標準電阻梯度設置是合理的，能夠滿足回路電阻測試儀示值誤差檢測的需求。此時可以繼續(xù)進行后續(xù)的測試步驟，并對測試儀的性能做出準確評估。然而，當二者的差超出允許誤差范圍，或者不滿足無限接近于0的條件時，表明當前的虛擬標準電阻梯度設置存在問題，無法滿足回路電阻測試儀示值誤差檢測的需求。在這種情況下，需要對測試方案進行調(diào)整。具體來說，可以回到第二次測試階段的起始點，對隨機初始化的標準電阻值r2進行重新設定。在調(diào)整過程中，需要仔細分析導致差值不滿足要求的原因，原因可能是虛擬電阻的梯度設置不合理、測試環(huán)境的干擾或者測試儀本身的性能問題。根據(jù)分析結(jié)果，有針對性地調(diào)整虛擬標準電阻值，或者優(yōu)化測試環(huán)境，以確保測試結(jié)果的準確性和可靠性。通過不斷調(diào)整和優(yōu)化，最終找到一個合適的虛擬標準電阻梯度設置，使其與回路電阻測試儀實際檢測值的差滿足要求。

按照上述方式，確定采用虛擬標準電阻法檢測回路電阻測試儀示值誤差時的具體的阻值梯度，為后續(xù)的誤差檢測工作和誤差檢測結(jié)果提供可靠保障。

1.2回路電阻測試儀示值誤差檢測

結(jié)合1. 1節(jié)確定的虛擬標準電阻值設置結(jié)果，進行回路電阻測試儀示值誤差檢測，具體執(zhí)行流程如圖1所示。

按照圖1所示方式，在執(zhí)行回路電阻測試儀示值誤差檢測階段，根據(jù)1. 1節(jié)確定的虛擬標準電阻梯度參數(shù)，共設置10組電阻值，具體如公式（3）所示。

r=[r1，r1+k，r1+2k，... ，r1+9k]（3）

式中：r為測試虛擬標準電阻測試組；k為1.1節(jié)計算出的虛擬標準電阻梯度參數(shù)。

結(jié)合公式（3）構(gòu)建的虛擬標準電阻測試組，啟動回路電阻測試儀，并密切關注其啟動過程中的各項狀態(tài)指標。在測試儀逐漸進入穩(wěn)定工作狀態(tài)的過程中，持續(xù)監(jiān)測其內(nèi)部電子元件的預熱情況和電阻測量電路的穩(wěn)定性。只有當所有關鍵指標均達到預設的穩(wěn)定閾值時，才能認為測試儀已完全進入穩(wěn)定工作狀態(tài)。

此時，開始分別記錄測試儀對每個虛擬電阻顯示的電阻值。為了確保數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，采用高精度的數(shù)據(jù)記錄設備，并嚴格按照預設時間間隔進行多次讀數(shù)。每次讀數(shù)時都要記錄測試儀的其他相關狀態(tài)參數(shù)，如測試電流、環(huán)境溫度等，以便后續(xù)進行更全面的數(shù)據(jù)分析。

影響回路電阻測試儀示值誤差檢測的因素眾多，包括測試儀內(nèi)部的電路噪聲、環(huán)境溫度的微小波動和測試電流的穩(wěn)定性等。為了最大限度地降低這些干擾因素對檢測結(jié)果的影響，本文特別設置了多組虛擬標準電阻。通過比較不同虛擬電阻下的測試儀示值結(jié)果，能更準確地識別并分離出各種潛在的誤差來源，從而進一步提高測試結(jié)果的精確度和可信度。

更改虛擬電阻值主要通過虛擬標準電阻設備的軟件界面實現(xiàn)。將當前虛擬電阻值更改為鄰近梯度下的另一個預設值。按照該方式重復上述操作步驟，測試每個預設的電阻值，并記錄相應的示值。完成所有預設電阻值的測試后，關閉測試儀和虛擬標準電阻設備。同時對記錄的待檢測回路電阻測試儀示值數(shù)據(jù)進行分析與評估處理。在數(shù)據(jù)分析階段，采用多種統(tǒng)計方法和工具對測試數(shù)據(jù)進行深入的挖掘和解讀。通過比較預設電阻值與測試儀示值間的差異，計算出測試儀的示值誤差，并對其進行量化評估。此外，在評估處理過程中，還要特別關注數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和一致性。通過多次比較和分析測試結(jié)果，評估出測試儀的重復性和可靠性，以更全面地了解其性能表現(xiàn)。其中，待檢測回路電阻測試儀示值的具體計算方式如公式（4）所示。

（4）

式中：ε為待檢測回路電阻測試儀示值誤差；n為虛擬標準電阻測試組數(shù)量。

結(jié)合本文設計，此時n取值為10。結(jié)合實際檢測精度需求，對具體的虛擬標準電阻測試組數(shù)量進行差異化，但是具體虛擬標準電阻測試組數(shù)量的最小值不宜低于5組，以避免特異性對測試結(jié)果的影響，并且虛擬標準電阻測試組數(shù)量的最大值不宜高于30組。

按照上述方式，對回路電阻測試儀示值誤差情況進行精準檢測，最大限度地確保最終檢測結(jié)果的準確性和可靠性。

2測試與分析

2.1測試準備

為了檢驗本文設計的回路電阻測試儀示值誤差檢測方法的性能，本文進行了測試。測試組采用的方法分別為文獻[4]提出的回路電阻測試儀示值誤差檢測方法和文獻[5]提出的回路電阻測試儀示值誤差檢測方法。

將MSHL-600A回路電阻測量儀作為誤差檢測方法性能的測試對象。MSHL-600A回路電阻測量儀適用于開關、斷路器、變壓器等設備的接觸電阻、回路電阻專用測試。它采用典型的四線制測量法，在被測體的2個端鈕間施加一個直流電流，結(jié)合電流流過被測體時產(chǎn)生的壓降，確定被測體的直流電阻參數(shù)。在結(jié)構(gòu)構(gòu)成上，MSHL-600A回路電阻測量儀由恒流源、前置放大器、A/D轉(zhuǎn)換器和指示裝置組成。MSHL-600A回路電阻測量儀的參數(shù)配置情況見表1。

在表1的參數(shù)配置基礎上，MSHL-600A回路電阻測量儀結(jié)合硬軟件設計，采用高精密電子線路和高性能單片機，儀器測量速度快、數(shù)值更穩(wěn)定且可靠性良好。實時監(jiān)測顯示現(xiàn)場電阻值、電流值時，電流持續(xù)時間能夠達到1min以上，完全符合JJG1052—2009回路電阻檢定規(guī)程。

以上述MSHL-600A回路電阻測量儀為基礎，分別采用3種方法進行示值誤差檢測。由于實際應用階段的待檢測電阻阻值和電阻對應工況可能存在不同程度的差異，因此本文設置測試階段的自變量為MSHL-600A回路電阻測量儀的電源狀態(tài)，即電源恒流的大小不同，以對3種不同回路電阻測量儀示值誤差檢測方法的性能做出更全面的評價。

2.2測試結(jié)果與分析

本文對測試MSHL-600A回路電阻測量儀的示值誤差進行檢測時，分別測試了不同強度恒流電源下3種方法的檢測結(jié)果與實際誤差間的關系。檢測得到的MSHL-600A回路電阻測量儀示值誤差與實際誤差的一致性越高，表示對應的檢測方法性能越好；相反，檢測得到的MSHL-600A回路電阻測量儀示值誤差與實際誤差的一致性越低，表示對應的檢測方法性能越差。不同方法的測試結(jié)果見表2。

根據(jù)表2可知，在3種方法下，對應的誤差檢測結(jié)果與實際誤差間的關系出現(xiàn)了較明顯的差異。其中，在文獻[4]提出的回路電阻測試儀示值誤差檢測方法下，當測試MSHL-600A回路電阻測量儀的恒流電源強度不超過400.0A時，其示值誤差的檢測結(jié)果具有較高的準確性，對應的偏差基本穩(wěn)定在0.005Ω以內(nèi)。但是當測試MSHL-600A回路電阻測量儀的恒流電源強度為400.0A以上時，對應的偏差明顯增大，達到0.010Ω以上，表明該方法的檢測效果受回路電阻測量儀實際運行狀態(tài)的影響較明顯。在文獻[5]提出的回路電阻測試儀示值誤差檢測方法下，測試MSHL-600A回路電阻測量儀示值誤差的檢測結(jié)果與其狀態(tài)間不存在直接關系，但是整體偏差相對較高。相比之下，在本文設計方法下，測試MSHL-600A回路電阻測量儀示值誤差的檢測結(jié)果與實際情況的偏差基本穩(wěn)定在0.001Ω以內(nèi)，與對照組相比，本文設計方法在精準性方面具有明顯優(yōu)勢。

3結(jié)語

為了提高回路電阻測試儀在實際應用中的可靠性，需要對其進行誤差檢測。本文提出了基于虛擬標準電阻法的回路電阻測試儀示值誤差檢測方法。將高精度電阻器作為標準，對回路電阻進行高精度測量。并與實際測量值進行比較，準確評估回路電阻測試儀的示值誤差。不僅如此，本文設計方法還能適應不同工況下的實際應用需求，保證誤差檢測結(jié)果的穩(wěn)定性，可為回路電阻測試儀的校準和實際應用提供有價值的參考，提高測試儀測量準確性和工作效率。

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