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              世通與您分享,什么是標準的電磁計量實驗室

              2018-12-27 17:39:56 服務與支持 99

              一、電源和接地

               

              (一)、電源

                    一般接入實驗室的市電電網為三相四線或三相五線制,在每一個實驗室應該有獨立的空氣開關和熔斷絲,以保證用電的可控制性和獨立性。要特別注意實驗室所用儀器設備的功率不能超過實際的電源容量,否則會出現頻繁掉電現象或發生火災。由于儀器設備都有很寬的電網電壓適應能力,所以只要市電電壓在±10%范圍內正常波動,就無須考慮配備單獨的交流穩壓電源。而如果計量實驗室附近有大功率用電設備或當地電網電壓波動較大時,則很有必要使用交流穩壓電源,以平穩市電電壓的波動,從而避免對標準設備造成損壞,保證測量結果的準確可靠。

                    計量實驗室內除應提供220V,50Hz單相交流電壓和380V,50Hz三相交流電壓以外,在條件允許的情況下,還應該提供110V,50Hz單相交流電壓,220V,400Hz單相交流電壓和28V直流電壓,以方便檢定和校準工作的開展。

               

              (二)、接地

                    為了獲得測量的完整性并有效地對電磁干擾進行屏蔽,實驗室應當具有良好的接地系統。接地系統能保持一個參考電位,以保證儀器的安全,防止靜電效應,限制系統與機架之間的電壓,提高操作人員的安全性。接地系統還能為閃電產生的短時間電流提供放電通路,以避免電源浪涌造成的損壞。理想的地是沒有電阻的,不論流過的電流有多大,在地線的不同點之間沒有電壓降。而實際上地線是有一定阻值的,盡管其數值很小,但是當電流在地線中流過時仍會沿地線產生電位降。因此電源系統和儀器的接地是十分關鍵的,這不僅關系到對人員和設備的安全保護,而且可能會對測試結果的準確度造成影響。接地電阻是一個給定的地電極和在遠距離處的一個接地參考電極之間的歐姆電阻。實際接地系統的電阻由接地棒和連接電纜的電阻、接地棒和直接與其接觸的土壤之間的接觸電阻、接地棒周圍土層的電阻等幾部分組成,和接地棒周圍土層的電阻相比,接地棒的電阻及接地棒和土壤之間的接觸電阻通常都是比較小的。為盡量減小接地電阻,應使用埋在地下的導體網格或大的金屬板來代替接地金屬棒。應該定期對計量實驗室的接地電阻進行測量,并采取可行的措施,保證接地電阻符合或優于國家標準,從而保證正常地開展計量檢定工作。

               

              三、環境條件

               

              (一)、溫度控制和監測

                    實驗室的空調系統必須能夠提供足夠的環流和通風。設計良好的系統可以提供均勻的空氣流,而沒有氣流分層現象,它還能使實驗室各處的溫度梯度減到最小。但由于實驗室內儀器設備和人員身體所發生的熱量,總要出現一定程度的空氣流分層現象,同時會使實驗室溫度出現一定波動,由于溫度波動也影響濕度,因此溫度的控制是實驗室設計的關鍵性因素,而溫度控制特別重要。

                    在不同的國家和不同行業,使用者各種不同實驗室溫度標準。在機械和光學領域,國際上接受的溫度為20℃。但是對于電磁實驗室來說,溫度標準的情況并不完全一致,國際對比一般在20℃下進行,我國和其他很多國家都以此作為標準溫度,還有一些國家使用25℃為其標準溫度,而以美國為代表的另一些國家則采用23℃為標準溫度。

                    大多數電子儀器都具有一定的溫度變化公差范圍,很多儀器規定的溫度范圍為±5℃,還有很多儀器或標準要求更嚴格的溫度控制,并給出溫度變化的修正系數。而各個實驗室對標準溫度控制的能力不盡相同,但要滿足所開展計量參數的計量檢定規程的基本要求為前提。例如檢定高準確度直流數字電壓表時要求溫度的變化小于±1.0℃,而對使用多功能校準器校準手持式儀表來說,其溫度控制在±5℃的范圍內就足夠了。盡管對大多數的標準電池和其他敏感的設備都提供了控溫箱或油槽,但對放置控溫箱或油槽的整個實驗室仍需要進行嚴格的溫度控制,因為環境溫度的波動會影響控溫箱或油槽內的溫度,控溫箱在溫度控制的環境中會工作得更好。

                    監視實驗室的溫度是現實溫度控制的一個關鍵環節。進行溫度監視時,應當將溫度監視器安裝在合理的高度,即安裝在設備或操作人員的高度,這樣既能有效監視測試區域,又便于觀察。溫度控制系統安裝好以后,必須對其性能進行檢查,通常要進行兩種類型的測試,即絕對溫度測試和溫度梯度測試。溫度梯度的測量由數據采集器和實驗室各處懸掛的多個探頭來進行。從嚴格意義上來說,測量溫度梯度應在所有實驗室的設備都運轉,所有測試人員都在崗工作,以及所有的設備都關閉、人員都不在的兩種情況下進行。這是確定最壞條件下,溫度調整情況好壞的唯一有效方法。溫度梯度的測試根據需要可以不定期進行,而絕對溫度的測試是實驗室空調系統正常運行的必要內容,其他方法是將溫度監視器、圖式記錄儀或數字溫度監測系統連到懸掛在實驗室不同地點的溫度探頭上,對溫度數據進行連續記錄。

               

              (二)、濕度控制

                    溫度監測和控制對計量實驗室的工作也是非常重要的。必要避免過低或高的相對濕度,相對濕度低于20%時,靜電可能損壞設備,使測量無效;相對濕度高于70%會引起泄漏,并造成測量錯誤。通??梢越邮艿南鄬穸确秶牵?5±10)%,所開展的計量參數不同,相應規程要求的相對濕度范圍也有不同變化,這主要是因為不同的標準或儀器受濕度變化的影響不同,如數字多用表比標準電阻器允許的濕度變化范圍更寬,某些類型的電阻器的電阻值在潮濕季節會增加。潮氣會使電阻絲表面的漆層膨脹,這樣就會壓縮電阻器的電阻絲,并使電阻值增加。在進行高阻(1GΩ及以上)、高壓或小電流測試時,對濕度的要求更加嚴格。濕度控制需要由空調系統來完成,濕度的監測手段有濕度記錄儀和電子式濕度傳感器等。

               

              (三)、屏蔽

                    大多數實驗室使用的電子測量設備對輻射電磁能量的干擾都很敏感。這樣,就必須采取足夠的屏蔽和濾波措施,以便把緊靠儀器附近區域內的平均場強減小到低于100μV/m。對于電源線上傳導的電磁能量來說,測量出的開路電壓不應大于100mV。為了把寄生信號減到最小,有時需要把電纜、儀器及房間的屏蔽結合起來進行考慮。除對電纜、儀器以及實驗室的墻壁有屏蔽要求外,屏蔽的有效程序還決定于下列因素:

                    對于通向屏蔽室的管線和管道德人口處進行密封;

                    對門進行有效的屏蔽;

                    空氣進口和排氣口的屏蔽;

                    熒光燈具的屏蔽;

                    計算機和其他設備產生的噪聲等。

                    一般情況下,電學計量實驗室可能不需要專門的屏蔽措施。但當實驗室的位置靠近諸如雷達、無線電臺發射機或大功率脈沖激光等強干擾源時則必須采取專門的屏蔽措施。


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