浅谈数字万用表的自动检测与校准
摘要：根据便携式数字万用表的技术特性，结合基层站段的实际使用情况，制
定其检测方法和校准规范，以确保量值传递和溯源工作准确可靠，检测校准工作
有据可依，有助于基层站段开展相关项目的计量检测工作，同时也加强了基层的
计量管理工作。

关键词：便携式；数字万用表；检测方法；校准规范
1概述
由于智能仪器、仪表在测量中的广泛应用，使计量检定测试自动化成为可能。

数字电压表、数字万用表大多数具有自动校准（CAL）、自动测量功能。

如使用
较多的SOLARTRON7150/7151、FLUKE8840A等，都带有IEEE488标准接口。

可以
与带有IEEE488接口控制器和标准相连，实现程控校准、检定、测试。

为了使校准、检定、测试数字电压表、数字万用表实现自动化。

随着电子技术和计算机技术的发展，智能化高精度的数字万用表日益增多。

如美国HP公司的3455A、3456A，FLUKE 公司的8505A、8606 A、8840A型，
英国DATRON公司的1071、1081型，SCHLUMBRGER公司的7065、7075、70 7 1、7081型等等。

它们多用做标准表或精密测量。

其特点是：准确度高（一般为
0.005 一0.0005%）、分辨率高，测量范围宽、并带有IEEE -488 或RS-232 C接，
是智能化可程控仪表。

因此做好这些仪表的检定十分必要。

随着微处理器的发展，涌现出所功能可程控校正器（标准的电源），如美国FLUKE公司的5700、5440、5200、5100或英国DATRON公司的4708、4707、4200、4000等，这些仪器具有
宽量程，高准确度，高线性度，可以自校和误差可调等优点。

通过和计算机的密
切配合可构成多功能测量和自校准的统一整体。

用它来检定智能化数字万用表，
操作方便，工作稳定，准确度也较高。

2 校准的目的和意义
电压、电流、电阻是最基本的电学参量，也是各个行业和部门在现场实际应
用中需要经常检测校验的基本量值。

当前对这些量值进行检测校验所用的计量仪
器主要是电压表、电流表、电阻表，以及综合有电压、电流和电阻检测功能的万
用表。

目前各行各业使用较多的具有综合检测电压、电流、电阻参量的设备和计量
器具是万用表。

万用表目前使用的主要有2 类：一类是早期的指针式万用表，另
一类是近些年逐渐发展和普及的数字式万用表。

近年来，随着数字显示技术和集
成电路技术的日益成熟，便携式数字多用表（又称手持式数字万用表）以其具有
测量范围大、读数直观、准确度较高、功能完善、使用方便、体积小、易于携带
等显著特性，获得了快速发展和广泛应用。

便携式数字万用表正在基层陆续装备、使用，指针式万用表的送检数量在逐
年下降，数字式万用表的送检数量在逐年上升。

仪器也基本为便携式数字万用表。

且这一比例今后还有上升的趋势。

因此，开展便携式数字万用表的计量校准工作，是保证便携式数字万用表量值准确可靠、校准有据可依、量传工作合法有效的有
益途径。

同时，开展这项工作在安全运输生产和节约运营成本方面产生的直接和
间接社会效益与经济效益都将是十分巨大的。

3数字万用表校准依据、项目及方法
3.1 直流数字电压表的校准
校准依据：JJG315-1983《直流数字电压表》检记规程
校准项目：外观和附件及通电检査、示值误差（线性误差、稳定性、分辨力、显示能力、输入电阻和零电流、串模抑制比、共模抑制比。

）
校准方法：标准源法、标准表法。

3.2交流数字电压表的校准
校准依据：JJG（航天）34-1999《交流数字电压表》检定规程
校准项目：外观和附件及通电检查、示值误差（线性误差、稳定性分辨力、、显示能力、输入电阻和零电流、共模抑制比、频率响应）
校准方法：标准源法、标准表法。

3.3直流数字电流表的校准
校准依据：JJG598-1989《直流数字电流表》检定规程
校准项目：外观和附件及通电检查、示值误差（线性误差、稳定性、分辨力、、显示能力）
校准方法：标准源法、标准表法。

3.4交流数字电流表的校准
校准依据：JJG（航天）35-1999《交流数字电流表》检定规程校准项目：外
郫和附件及通电检查、示值误差（线性误差、稳定性、分辨力、显示能力）校准方法：标准源法、标准表法。

3.5直流数字电阻表的校准
校准依据：JJG724-1991《直流数字电阻表》检定规程校准项目：外观和附件
及通电检查、示值误差（线性误差、稳定性、分辨力、显示能力）
校准方法：标准源法、标准表法。

（接线方式：二线法和四线法）
（1）四线连接：四线连接是校推实验室测量仪器的典型接法。

可以提高阻值低于110欧姆的阻值和 llOnF及其以上容值得测量准确度。

对于其他数值，引线
电阻不至于降低到校准准确度，校准器可变换为不补偿。

（2）二线补偿：二线连接是校准具有二线输入的精密手持式数字多用表的典型接法。

可以提高阻值低于110欧姆电阻和 llOnF及其以上容值得测量准确度，
对于其他数值，校准器可变换为不补偿。

（3）二线无补偿：二线无补偿接法是校准具有二线输入的手持式模拟表和数字多用表的典型接法。

这种接法适用于电阻和电容功能的所有输出值，通常在模
拟仪表和数字多用表的准确度等级不需要附加的精密度时选用。

4量值传递和溯源工作中存在的问题
目前，我国对于万用表的量值传递和溯源依据只有JJG 124—2005。

由于在
JJG 124—2005 的适用范围中明确规定了只适用于模拟指示的电压表、电流表、功
率表和电阻表，以及测量电流、电压及电阻的万用表的检定。

因此，建立了三表
计量标准，均按JJG 124—2005，仅对指针式万用表进行量值传递和溯源。

对于大
量在用的便携式数字万用表，由于没有相应的国家检定规程或校准规范可供执行，无法开展检定或校准工作
5 校准方法的研究
在用的便携式数字万用表，绝大部分是三位半显示或四位半显示仪表，准确
度等级在0.1～5.0 之间，使用范围基本是检测交直流电压、交直流电流和电阻等
基本电测参量，且作为一般性测量用途。

结合校准规范制定的校准项目包括交直
流电压、交直流电流和电阻。

为保证量值传递和溯源工作准确可靠，同时考虑成
本和操作方便等因素，有直接比较法和标准源法可供采用。

5.1 直接比较法
从便携式数字万用表的校准方法角度讲，直接比较法又可称为标准数字万用
表法。

它是把标准的数字万用表和被校便携式数字万用表的输入端一同接到外接
可调稳压、稳流源及可调电阻器的输出端，当外接可调稳压、稳流源及可调电阻
器输出某一值时，假设被校便携式数字万用表显示值为Ux，标准数字万用表的显示值为Un，则被校便携式数字万用表的相对不确定度r 为r=（Ux-Un）/Ux×100%。

直接比较法的特点是，对外接可调稳压、稳流源及可调电阻器的准确度要求不高，但对可调节装置的稳定性、调节细度等技术指标要求较高，应满足校准规范对调
节装置的要求。

采用此种校准方法整套校准装置费用较低。

5.2 标准源法
标准源法是将标准源（标准交直流电压源、电流源和标准电阻器）的输出端
直接连接于被校便携式数字万用表的输入端，以标准源输出的标准参数直接校准
被校便携式数字万用表。

采用此种方法校准，当标准源输出某一标准值Un时，
被校便携式数字万用表的显示值为Ux，则被校便携式数字万用表的相对不确定度
r=（Ux-Un）/Ux×100%。

标准源法的特点是，整套校准装置系统设备较少，检测
连接线少，操作方便，工作效率较高。

当标准源具有较高准确度时（满足校准规
范对标准装置要求），可采用此方法。

6 结语
通过对便携式数字万用表校准方法的研究和校准规范的制定，给当前基层站
段大量装备和使用的便携式数字万用表的检测校准提供了有效的技术依据，同时
也强化了计量管理工作。

这项工作对计量检测和法制计量管理都是一次有益的尝
试和探索。

参考文献：
［1］ GB/T 13978—2008 数字多用表［S］．
［2］ JB/T 6832—2011 工具型手持式数字多用表技术条件［S］．
［3］ GB/T 13978—2008 数字多用表［S］．
［4］ JJG 315—2009 直流数字电压表［S］．。