美國Fluke福祿克732C 和 734C 直流電壓參考標準器

概述

維持和傳遞電壓的簡單方式

Fluke Calibration 732C 直流電壓參考標準器是符合 RoHS 的直接電壓參考，用于在主要和次要標準實驗室維持電壓。各個 732C 電壓標準器提供 10 V、1 V 和 0.1 V 輸出，可輕松輸送到遠程地點，同時在實驗室維持直流基準。734C 直流電壓參考標準器包括四臺電氣和機械獨立 732C 直流參考標準器和一個機架寬度外殼。兩個型號系列（基礎(chǔ)和精選）的區(qū)別在于精選型號比基礎(chǔ)型號穩(wěn)定兩倍。

因為 734C 直流參考標準器中的每臺 732C 均基于在流行的 732A 直流電壓標準器（個標準實驗室質(zhì)量 10 V 電子參考）中采用的相同體系結(jié)構(gòu)，所以您可以依賴它在與 732B 直流電壓標準器*相同的更小、更便攜的包裝內(nèi)提供您所期望的相同高穩(wěn)定性和可預(yù)測的漂移速度。734C 也兼容 732B 直流標準器，并可以支持 732 B 和 C 型號的任何組合。同樣地，734A 可與更新型的 732C 電壓標準器一起使用，實現(xiàn)大的靈活性和大化資產(chǎn)利用率。

要簡化 734C 的支持，F(xiàn)luke Calibration 提供各種校準服務(wù)，為每個 10 V 輸出分配值和預(yù)計的性能，可追溯到國家標準和 Fluke Calibration 10 V 約瑟夫遜陣列。

產(chǎn)品綜述

您實驗室中準確、穩(wěn)定的 10 V 參考

利用 734C，確立和維護您實驗室中的主要電壓標準器非常簡單。隨著時間的推移，通過對四個裝置進行頻繁對比以及對其中一個或多個裝置進行定期校準，您可以將 734C 的不確定性降低三倍。

從 1984 年直至收購我們的約瑟夫遜陣列，F(xiàn)luke Calibration 主要標準實驗室按這種方式維持其公司電壓，將不確定性降低至 ± 0.35 µV/V，可追溯到國家標準。

734C 支持 1 V 和 0.1 V

1 V 和 0.1 V 是數(shù)字萬用表的主要校準/驗證點。得益于高精度薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)（在福祿克自己的薄膜工廠設(shè)施內(nèi)制造），734C 現(xiàn)在標配這兩個額外輸出。無需外部分隔器，讓測量設(shè)置更容易和出錯幾率更小。

為高要求應(yīng)用選擇精選型號

Fluke Calibration 推出的精選型號適用于需要主要標準實驗室能力的客戶，從而校準高要求工作負載以及獨立地將標準器發(fā)送到其他實驗室進行校準?；A(chǔ)和精選型號的校準過程相同。唯yi的例外是精選型號（732C/S/C 或 734C/S/04）與 Fluke Calibration J-array 比較 180 天的漂移特性數(shù)據(jù)，并且在 10 V 下可提供好兩倍的穩(wěn)定性。這個過程確保選擇滿足嚴格漂移性能要求的盡可能hao的標準器。

支持您的可追溯性要求

Fluke Calibration 提供您所需的產(chǎn)品和服務(wù)來管理您的 可追溯性 要求。Fluke Calibration 通過將新的 732C 與其自己在工廠維護的 J-array 進行比較，對新的 732C 執(zhí)行輸出電壓校準。基礎(chǔ)型號 732C 發(fā)運時為冷形式（“未加電”）并隨附證明其可操作性的失效校準證書。所有者負責(zé)根據(jù)當(dāng)?shù)匾筇峁┛勺匪菪浴?/span>

標配已獲認可的 校準和漂移特性數(shù)據(jù)的 732C 裝置在訂購后以“熱形式”（通電）發(fā)貨。在制造過程中，每臺 732C 與 Fluke Calibration 直接電壓標準器比較至少 90 天，以便獲取漂移特性數(shù)據(jù)。一旦漂移速度已知，即可確定 12 月預(yù)計輸出電壓。然后裝置在帶電情況下發(fā)運。在從運輸至交貨給實驗室的過程中，持續(xù)通電狀況需要保持有效。如果無法維持持續(xù)電源，那么校準的有效性可能會大打折扣。請聯(lián)系 Fluke Calibration 代表以確定您所在區(qū)域是否提供 732C 備用機。

為什么使用四裝置參考？

四裝置電壓參考標準器非常適用您需要維護和傳遞參考電壓的任何情況。至少將三個裝置進行相互比較，以便檢測和識別任意一個單元輸出中的變化。第四個裝置可能作為備用或用于將電壓輸送到遠程地點，或從遠程地點輸送電壓。當(dāng)它返回實驗室時，它可以與其他三個裝置進行比較，以便確定在運輸過程中其輸出是否發(fā)生漂移。

但是，四裝置參考并不只是這么簡單。依據(jù)美國國家標準局（現(xiàn)在是 NIST）于 1987 年發(fā)布的 NBS 技術(shù)說明 1239，需要四至六個參考來提供測量完整性和冗余，以及大限度減少所需的測量數(shù)。參考必須*相互獨立。否則，電源或烤爐等常見元素可能會影響參考輸出的相關(guān)性。此外，利用四個裝置的頻繁相互比較，您可以檢測出在什么時候任意一個裝置開始漂移超出規(guī)范或需要修復(fù)。

每臺 732C 都是一個獨立的直流標準器，具有其自己的電源、烤爐、輔助電子裝置和包裝。每臺裝置都可以單獨購買，或作為整套 734C 系統(tǒng)進行購買，整套系統(tǒng)包括滑入到機架寬度外殼內(nèi)的四臺 732C。

您為什么應(yīng)該sou選 732C 或 734C？

• 獨立。 734C 是其同類產(chǎn)品中唯yi可為其四個標準器中的每一個提供*機械和電氣獨立的標準器。
• 便攜性。 每個 732C 標準器在設(shè)計時均考慮到便攜性。每個裝置體積小、重量輕、堅固耐用且電池運行時間長。
• 自信。 732C 基于成熟的 Fluke Calibration 732A 和 732B 技術(shù)。732A 是個獲得廣泛認可的標準實驗室質(zhì)量電子參考，用于替代飽和標準單元。初的設(shè)計用途是在福祿克公司內(nèi)部向生產(chǎn)場地傳遞電壓，而今已在世界各地投入各種應(yīng)用場合：從維護研究機構(gòu)參考標準，到從國家實驗室或私有的 10 V 約瑟夫遜陣列傳遞電壓數(shù)值。

為偽差校準提供理想支持

與 742A-1 和 742A-10k 阻抗標準器相結(jié)合，單臺 732C 就可組成堅韌和緊湊的偽差校準支持包，適用于 Fluke 5730A 高性能多功能校準儀 和 Fluke 8508A 參考萬用表，包括老一代 5700A 和 5720A 型號。

將您的參考帶往工作負載

標準實驗室的工作發(fā)生了改變。過去，人們將自己的工作負載帶往標準實驗室。如今，標準實驗室的職能被分配出去，要求在現(xiàn)場執(zhí)行許多校準。734C 及其電氣和機械獨立 732C 標準器的設(shè)計可以滿足這種需求。您的實驗室中的電壓參考仍然未受干擾，同時您可以將電壓分發(fā)到實驗室外面的遠程地點。當(dāng)裝置返回實驗室時，可與參考進行對比，以便確定在輸送過程中是否發(fā)生漂移。為了維持對國家標準的可追溯性，一個裝置可能會運送到國家實驗室或其他主要標準實驗室進行校準，這仍然不會干擾參考。每臺 732C 標準器相對較輕，重量僅為 5.9 kg，而且其 72 小時的電池使用時間具備充足的容量，適合長時間運輸?？蛇x的外部電池將容量擴充到 210 小時。一個特殊運輸箱，用于容納一臺 732C 和一塊外置電池，進一步簡化了運輸。

732C 的耐用性*。輸出可以無限期短路，且 10 V 輸出可經(jīng)受高達 1100 V 直流、25 mA 的電流，而不會毀壞裝置或影響其輸出。

福祿克的服務(wù)選項

福祿克提供兩個服務(wù)選項：對于已在使用中的現(xiàn)有 Fluke 732A、732B 或 732C 或類似直流參考標準器，F(xiàn)luke Calibration 可利用直接電壓維護計劃服務(wù)為這些標準器提供校準證書。此服務(wù)包含兩個校準備選方案，可根據(jù)您的需求來使用。

由 Fluke Calibration 完成校準

退回至 Fluke Calibration 服務(wù)設(shè)施的電壓參考標準器可以輕松地 執(zhí)行校準證書服務(wù)。

在您的實驗室中校準

利用直接電壓維護計劃 (DVMP) 732C-200 服務(wù)，我們會將 Fluke Calibration 擁有和校準的電壓參考標準器（包括所有必需的連接電纜和操作說明）發(fā)送到您的場所，與您自己的一個或多個參考標準器進行比較。您在幾天內(nèi)獲得一系列讀數(shù)，并將標準器轉(zhuǎn)發(fā)給 Fluke Calibration 標準實驗室。分配一個與福祿克標準相關(guān)的值以供您參考。我們將在一周內(nèi)給您發(fā)回初步校準報告。一旦標準器返回給 Fluke Calibration，我們會將它與福祿克電壓參考標準器進行比較。分配終值以供您參考，并向您發(fā)送終校準報表。732C-200 服務(wù)為一臺本地標準器提供校準證書。

介紹

Fluke校準732C/734C直流參考標準是Fluke首的第三代實驗室質(zhì)量電子參考標準。直流電壓基準用于保持與國家標準的可追溯性，并將電壓分配到生產(chǎn)、服務(wù)、校準實驗室或其他遠程位置。它是專門為計量學(xué)家設(shè)計的。它不僅提供了性能計量師需要的，而且它以允許用戶真正理解測量的不確定性的方式，并且容易考慮到復(fù)雜的不確定性預(yù)算。當(dāng)代的計量實踐，包括基于ISO/IEC17025的實驗室認證方案，需要不確定性分析。
按照ISO《測量不確定度表達式指南》(通常稱為GUM)中描述的基于統(tǒng)計學(xué)的技術(shù)執(zhí)行。在99%的置信水平下提供規(guī)范，該置信水平是k=2.58的覆蓋因子，以實現(xiàn)這一點。

除了參考實驗室校準不確定度之外，732C輸出的不確定度的主要來源是30天或更長時間的時間穩(wěn)定性。但是，正如許多計量學(xué)論文中所指出的，其他的不確定源也可能根據(jù)每個儀器的運行和運行環(huán)境和歷史而發(fā)揮作用。例如，儀器環(huán)境的高度、濕度或溫度的變化可能需要不確定性項。
在確定儀器輸出的擴展不確定度時，適當(dāng)?shù)匕ㄐ什淮_定度和時間穩(wěn)定性不確定度。

為了達到規(guī)定的性能，必須注意消除測量系統(tǒng)中的所有熱電勢誤差。建議使用具有低泄漏絕緣或低熱引線的裸銅線來連接裝訂柱和其他儀器。

操作和校準溫度范圍
作為電壓或傳輸標準，732C將普遍用于溫度控制在±1 C的校準實驗室，并且針對這種情況編寫了時間穩(wěn)定性規(guī)范。大多數(shù)電校準實驗室在標稱溫度23 C下工作，該溫度是Fluke在生產(chǎn)和使用期間校準732C儀器的溫度。732C還能夠在室內(nèi)的另一溫度下進行校準。
其規(guī)定的工作溫度范圍和±1 C規(guī)格適用于校準溫度的±1 C范圍內(nèi)的工作。

溫度系數(shù)規(guī)范
在校準溫度以外的溫度下的性能可以通過包括附加溫度范圍上的溫度系數(shù)允許值來確定。例如，在27 C下以23 C校準溫度工作，需要增加3度值的溫度系數(shù)誤差。
對于每個輸出，由于27 C是23 C+1 C=24 C之外的3 C。
由于溫度系數(shù)會產(chǎn)生1.2V。更常見的是，為了大化性能，732C可以在預(yù)期的工作溫度下進行表征和校準。類似地，如果實驗室環(huán)境變化超過1 C，溫度系數(shù)可以同樣應(yīng)用于總變化量。例如，如果實驗室是
23 C±3 C，對于超過規(guī)定1 C的二度方差，需要應(yīng)用溫度系數(shù)。

噪聲規(guī)范
對預(yù)處理732A和732B電壓標準的廣泛和擴展研究表明，除了更標準的0.01Hz之外
對于10Hz的噪聲，存在其他頻率低得多的噪聲，這些噪聲有時被稱為1/f等。該噪聲由S1和Sra規(guī)范表征，以及
確實隨著采樣時間的增加而增加，但是沒有1/f噪聲那么快。當(dāng)儀器輸出的回歸線的斜率由經(jīng)過幾個月或更長時間的多次校準的結(jié)果確定時，通過適當(dāng)?shù)貞?yīng)用穩(wěn)定性能和噪聲不確定性，可以獲得對該輸出性能的改進的不確定性預(yù)測。
規(guī)范。

對這種具體方法的解釋可以在“一個新途徑”一文中找到DC參考標準約翰·埃默里、雷·克萊特克和霍華德·沃希斯發(fā)表于《1992年計量科學(xué)會議論文集》。在本文的總結(jié)部分，他們陳述了“后，討論了低頻噪聲對回歸不確定性的影響。存在低頻噪聲會導(dǎo)致DCRS(DC參考標準)的不確定性
用經(jīng)典回歸分析低估。介紹了一種測量低頻噪聲對輸出不確定度影響的參數(shù)Sra。通過將Sra作為性能指標，這種低頻噪聲效應(yīng)是有限的，并且不確定性被更真實地估計。”

其他論文指出需要增加標準回歸分析之外的不確定性。在Les Huntley的“1995年NCSL 10V約瑟夫森陣列實驗室間比較”中，
如1996年NCSL研討會第33-48頁所述，他指出“*，短期標準偏差（732B數(shù)據(jù)在幾個小時或幾天內(nèi)獲?。┻h小于長期標準偏差（數(shù)據(jù)在幾個月內(nèi)獲?。?rdquo;。噪聲是“混沌的”，也就是說，它保持在由物理系統(tǒng)確定的限度內(nèi)，但是對條件的微小變化敏感。無論甚低頻噪聲的源是什么，Sra參數(shù)都可以用來充分捕捉這些不確定性源。

預(yù)測穩(wěn)定性
儀器規(guī)格與線性回歸分析相結(jié)合，可用于預(yù)測給定周期的穩(wěn)定性。這里，穩(wěn)定性被定義為輸出不確定度減去校準不確定度，對于732C，這在99%的置信水平。當(dāng)輸出電壓由回歸模型表征時，穩(wěn)定性由以下方程給出：b=回歸數(shù)據(jù)的回歸斜率V/V/年
S1=關(guān)于回歸數(shù)據(jù)的回歸（SDEV）的標準偏差

Sra =用7天移動平均濾波器(MAF)濾波的數(shù)據(jù)的SDEV

P=考慮的時間段，以天數(shù)x=回歸數(shù)據(jù)的時間平均值
n=回歸數(shù)據(jù)中的周期數(shù)（例如，180=90天內(nèi)每天2個周期）
XJ＝第j期
X1=回歸數(shù)據(jù)開始時的時間
t1=(n-2)自由度的學(xué)生t統(tǒng)計(通常為2.6)t2=[{n/(7天)}-2]自由度的學(xué)生t統(tǒng)計
(通常為2.81)

為了減少0.01Hz到10Hz噪聲對回歸分析的影響，用于計算回歸參數(shù)的每個數(shù)據(jù)點通常是在50秒測量周期中獲取的約50個讀數(shù)的平均電壓。

如果對儀器進行額外的校準，則可以計算特定于該儀器的噪聲規(guī)范，然后可以對儀器輸出進行更準確的穩(wěn)定性預(yù)測。在這種情況下，針對每個輸出特定的b、S1和Sra值將被開發(fā)用于儀器，然后可以在上述穩(wěn)定性預(yù)測方程中使用該儀器。

更寬的溫度范圍、高度變化和濕度變化將影響儀器，要求這些影響的不確定性
包括在上述輸出電壓預(yù)測方程中。下面列出的論文加上其他的論文可以幫助正確地包括需要的不確定性。

輸出漂移
許多儀器在長周期內(nèi)輸出漂移幾乎是線性的，因此線性回歸可以很好地擬合輸出電壓的長期時間穩(wěn)定性行為。然而，有些有漂移率
是非線性的，尤其在他們的歷史早期。通常可以通過使用諸如x'=log(x-d)或x'=sqrt(x-d)之類的轉(zhuǎn)換來轉(zhuǎn)換時間變量來線性化輸出與時間的關(guān)系，其中d是
與日期對應(yīng)的號碼。這常常導(dǎo)致輸出電壓隨時間回歸的不確定性大大降低。在1998年NCSL會議和專題討論會上，Raymond D.Kletke發(fā)表的論文“預(yù)測10V直流參考標準輸出電壓”，第615-621頁，以及其他一些論文，都可以對這種方法有所幫助。

重新跟蹤規(guī)范
為了獲得jia性能，核心電壓參考電路由加熱元件和控制電路維持在受控的高溫下。如果電池斷電，加熱的電路就會冷卻，根據(jù)物理定律，電壓參考元件可以暫時或yong久地改變電壓。如果電壓基準冷卻到的溫度在23 C到35 C之間，并且斷電時間段長達幾天，那么10V輸出的移位量將不超過在斷開時間段的回溯誤差表中給出的移位量。例如，如果設(shè)備沒有交流電源足夠長的時間使內(nèi)部電池放電，并且內(nèi)部電路冷卻到23 C室溫-
如果持續(xù)三天，那么10V的輸出將產(chǎn)生0.25V/V或2.5V的大誤差。由此產(chǎn)生的回程（滯后）誤差被（線性）添加到穩(wěn)定性規(guī)范中，以獲得總不確定性。通常，儀器的長期漂移速率（斜率）不會因回程誤差的條件而改變。

一般技術(shù)指標

干線

表 1 所示的線路電壓可以接受。在交流 120V 時的交流線路電流通常為 0.13A。表 1.干線

性能技術(shù)指標

輸出電壓

在參考 VCOM 接線柱的單獨接線柱上提供 10 V、1 V 和 0.1 V。

穩(wěn)定性

在 Tcal ±1 °C 且 IN CAL 指示器開啟情況下，732C 輸出的穩(wěn)定性技術(shù)指標如表 2 中所示。

表 2.標準器穩(wěn)定性

表 3.精選穩(wěn)定性

輸出端子的噪音

在 k=1 時為日常觀察和短期觀察輸出噪音。

表 4.輸出端子的噪音

為實現(xiàn)jia性能，請在已采用良好系統(tǒng)接地和屏蔽做法的可控環(huán)境中使用該產(chǎn)品。對于從 0.25 至 1 V/m 以及從 80 至 130 MHz 的輻射 EMI 場，為 1 V 輸出增加 9 μV，為 0.1 V 輸出增加 3.6 μV。對于從 75 至 80 MHz 的 1 V/m 交流電源傳導(dǎo) EMI，為 1 V 輸出增加 1 μV，為 0.1 V 輸出增加 0.7 μV。10 V 輸出通常不受高 1 V/m 的 EMI 場或高 1 Vrms 的傳導(dǎo) EMI 的影響。

輸出電流和阻抗

表 5.輸出電流和阻抗

回程（滯后）誤差

表 6 顯示了在斷電（電池已關(guān)閉）且溫度在 23 °C 至 35 °C 范圍內(nèi)保持恒定之后 10V 輸出電壓的變化。

表 6.回程（滯后）誤差

穩(wěn)定時間要求

在交流線路和電池電源關(guān)閉之后所需的預(yù)熱時間。IN CAL 指示器將關(guān)閉，并將需要重新校準。在電力中斷時可使用之前的回程誤差規(guī)格。

輸出的溫度系數(shù) (TC)

從 15 °C 至 35 °C，溫度系數(shù)與表 7 中的信息有關(guān)。

表 7.溫度系數(shù)

輸出隨海拔而變化

如果校準海拔發(fā)生變化，輸出電壓變化與表 8 中的信息有關(guān)。

表 8.輸出與海拔

負載調(diào)整

電源調(diào)整

對于任何 10% 的線路電壓變化或電池的整個運行范圍，輸出變化不超過 0.05 μV/V。

型號和配件

通用配件:

如有需要詳情，請見：美國Fluke福祿克732C 和 734C 直流電壓參考標準器