CN104267363A - 一种基于标准小电阻法的大电流传感器校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于标准小电阻法的大电流传感器校准方法，其步骤为：⑴外观检查；⑵通电检查；⑶耐压试验；⑷绝缘电阻检查；⑸校准点的选取；⑹基本误差测量；⑺相对误差测量。本发明提供的大电流传感器的校准方法适用性好，针对相对误差可分别采用大电流源或标准小电阻法进行测量和校准，两种方法都具有较高的测量和校准精度。

Description

一种基于标准小电阻法的大电流传感器校准方法

技术领域

本发明属于电器检测设备领域，尤其是一种基于标准小电阻法的大电流传感器校准方法。

背景技术

大电流传感器，将大电流按照一定的比例转换成小电压输出的装置，例如罗氏线圈、电流比较仪、霍尔互感器等，从而实现了大电流的实时测量。

大电流传感器的使用比较广泛，但校准缺乏一定的规范和操作标准化、统一化的步骤，对在实际校准过程中操作员造成了很大的障碍，不仅影响了工作效率，还导致很多试验台较差误差大，甚至造成试验台的损坏。因此，亟待解决的问题就是寻求一种具有较好适用性的大电流传感器的校准方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种相对误差小且适用性好的基于标准小电阻法的大电流传感器校准方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于标准小电阻法的大电流传感器校准方法，其步骤为：

⑴外观检查；

⑵通电检查；

⑶耐压试验；

⑷绝缘电阻检查；

⑸校准点的选取：

选取传感器的校准点的原则为下限至上限均匀的选取不少于5个校准点，分别选取量程的10％、30％、50％、80％、100％处。

⑹基本误差测量：

①被校传感器置于校准环境条件下不少于2h；

②测量时除通电导线外，其他所有载流导体与被校传感器之间的距离应大于0.5m；

③被校传感器应置于电流导线的水平垂直几何中心位置；

④待数值稳定5s后，对每个校准点进行读数；

⑺相对误差测量：

对大电流传感器转换比例的相对误差测量采用标准小电阻法。

而且，所述标准小电阻法中，大电流传感器转换比例的相对误差计算公式为：

$\mathrm{\γ}=\frac{k_2-k_0}{k_0}\×100\%=\frac{V_2/(c{V}_3/R)-k_0}{k_0}\×100\%$

上中：γ—输出转换比例的相对误差

V₂—标准电压表2显示值

V₃—标准电压表1显示值

R—标准小电阻

c—互感器的变比

k₂—转换比例系数的实测值，单位mV/A

k₀—大电流传感器转换比例的标称值，单位mV/A。

本发明的优点和积极效果是：

本发明提供的大电流传感器校准方法适用性好，针对相对误差采用标准小电阻法进行测量和校准，两种方法都具有较高的测量和校准精度。

附图说明

图1为本发明中采用标准小电阻法测量大电流传感器相对误差的接线结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种基于标准小电阻法的大电流传感器校准方法，其步骤为：

⑴外观检查

被校准的大电流传感器，应配有说明书和相应的资料；应具有产品合格证书以及全部必备附件。大电流传感器的外形结构应完好。开关、按钮、按键等，操作灵活可靠，标志清晰明确，外露件不应有松动和机械损伤。其铭牌或外壳上应标明其名称、型号、编号、出厂日期和生产厂家。供电电源的标志及电压和频率范围指示明确。

⑵通电检查

外观检查后，按使用说明书给标准设备通电预热。

⑶耐压试验

将试验电压从零平稳地升到规定值(电压规定值请参考产品的说明书)，保持1min，随后以同样的速度将试验电压降到零，试验中绝缘不应出现击穿现象。

⑷绝缘电阻检查

被校传感器回路连接处的两端的绝缘电阻在校准环境下，可用500V的绝缘电阻表测量其绝缘电阻。

⑸校准点的选取

选取传感器的校准点的原则为下限至上限均匀的选取不少于5个校准点，分别选取量程的10％、30％、50％、80％、100％处。

⑹基本误差测量

a)被校传感器置于校准环境条件下不少于2h；

b)测量时除通电导线外，其他所有载流导体与被校传感器之间的距离应大于0.5m；

c)被校传感器应置于电流导线的水平垂直几何中心位置；

d)待数值稳定5s后，对每个校准点进行读数；

⑺相对误差测量

对大电流传感器转换比例的相对误差测量采用标准小电阻法，接线如图1所示，大电流传感器转换比例的相对误差计算公式为：

$\mathrm{\γ}=\frac{k_2-k_0}{k_0}\×100\%=\frac{V_2/(c{V}_3/R)-k_0}{k_0}\×100\%$

上式中：γ—输出转换比例的相对误差

V₂—标准电压表2显示值

V₃—标准电压表1显示值

R—标准小电阻

c—互感器的变比

k₂—转换比例系数的实测值，单位mV/A

k₀—大电流传感器转换比例的标称值，单位mV/A。

数据处理

标准器的校准数据应记入校准原始记录。大电流传感器的最大基本误差和实际值的数据都要先计算，后修约。计算后的位数应比计算前的位数多保留一位，数据修约按照四舍六入偶数法则

大电流传感器校准周期推荐1年。

实施例1

被检产品信息

设备名称：回路电流测试仪

型号规格：i3000s

出厂编号：95310102

生产单位：FLUKE

校准日期：2014年6月26日

输出电流范围：0-3000A，此次实例选择测量2000A作为校准点

输出电流准确度：±5％

变比：根据测量点选取，在2000A时选择1mV/A

变比准确度：±1％

⑴外观及附件检查

大电流传感器的外形结构应完好。开关、按钮、按键等，操作灵活可靠，标志清晰明确，外露件无松动和机械损伤。其铭牌或外壳上应标明其名称、型号、编号、出厂日期和生产厂家。供电电源的标志及电压和频率范围指示明确。

⑵通电检查

大电流传感器已在温度为22℃、湿度为60％RH的环境条件下，放置24小时以上。

在外观检查后，按使用说明书给标准设备通电预热。

⑶耐压试验

采用测量仪表：耐压测试仪MS2670F

生产厂家：南京民盛电子仪器有限公司

测量方法：将试验电压从零平稳的升到规定值(电压规定值请参考产品的说明书)，保持1min，随后以同样的速度将试验电压降到零。

测量结果：试验中绝缘不应出现击穿现象

⑷绝缘电阻测量

采用测量仪表：绝缘电阻表ZV25-3

生产厂家：南京金川电表制造有限公司

测量方法：测量电路与裸露导电部件之间、电路与地之间的绝缘电阻

测量结果：电压为500V，绝缘电阻为100MΩ，符合要求

⑸基本误差的测量

采用标准仪器信息

a、标准电流电压源

设备名称：多功能校准仪

设备型号：5720A

生产单位：Fluke

电流最大输出值：2.2A(可扩展至120A)

电流不确定度：±140ppm

电压最大输出值：1100V

电压不确定度：±45ppm

b、标准数字多用表

名称：数字多用表

型号：8508A

生产单位：Fluke

电流测量范围：0～20A

电流测量不确定度：±(250ppm输出+100ppm量程)

电压测量范围：0～1050V

电压测量不确定度：±(65ppm输出+10ppm量程)

⑹相对误差测量

对大电流传感器转换比例的相对误差测量采用标准小电阻法，如图1所示，大电流传感器转换比例的相对误差计算公式为：

$\mathrm{\γ}=\frac{k_2-k_0}{k_0}\×100\%=\frac{V_2/(c{V}_3/R)-k_0}{k_0}\×100\%$

上式中：γ—输出转换比例的相对误差

V₂—标准电压表2显示值

V₃—标准电压表1显示值

R—标准小电阻

c—互感器的变比

k₂—转换比例系数的实测值，单位mV/A

k₀—大电流传感器转换比例的标称值，单位mV/A。

将大电流传感器套在信号源输出端回路上，选择1mV/A档，并连接一块标准电压表1。调节信号源输出，使得标准电压表输出2V，记录现在的信号源电流值。另外，让电流信号源的输出端穿过一个互感器，用另一块标准电压表2显示。

测量结果

电压表2显示输出电压值：1.999902V

电压表1测得电压值：2.000000V

信号源输出电流值：2012A

回路电流测试仪显示的变比：1mV/A

所以，回路电流测试仪测量的变比：1.999902V/2012A＝0.993987mV/A。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (2)

1.一种基于标准小电阻法的大电流传感器校准方法，其特征在于：其步骤为：

⑴外观检查；

⑵通电检查；

⑶耐压试验；

⑷绝缘电阻检查；

⑸校准点的选取：

选取传感器的校准点的原则为下限至上限均匀的选取不少于5个校准点，分别选取量程的10％、30％、50％、80％、100％处。

⑹基本误差测量：

①被校传感器置于校准环境条件下不少于2h；

②测量时除通电导线外，其他所有载流导体与被校传感器之间的距离应大于0.5m；

③被校传感器应置于电流导线的水平垂直几何中心位置；

④待数值稳定5s后，对每个校准点进行读数；

⑺相对误差测量：

对大电流传感器转换比例的相对误差测量采用标准小电阻法。

2.根据权利要求1所述的基于标准小电阻法的大电流传感器校准方法，其特征在于：所述标准小电阻法中，大电流传感器转换比例的相对误差计算公式为：

$\mathrm{\γ}=\frac{k_2-k_0}{k_0}\×100\%=\frac{V_2/(c{V}_3/R)-k_0}{k_0}\×100\%$

上中：γ—输出转换比例的相对误差

V₂—标准电压表2显示值

V₃—标准电压表1显示值

R—标准小电阻

c—互感器的变比

k₂—转换比例系数的实测值，单位mV/A

k₀—大电流传感器转换比例的标称值，单位mV/A。