CN1274854A - 多量程电量测量仪器的量值校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种多量程电量(电压、电流、功率/电能)测量仪器的量值校准方法,利用至少三台同类仪器或同一仪器的至少三个独立测量通道,首先选定一个基本量程,由更高准确度的设备同时校准三个通道或三台仪器,在此基础上利用已校准的二个通道或两台仪器,通过电量相加,再校准第三个通道的下一个量程,随后以所述第三个通道的已校准量程校准第一、第二两通道的下一个量程,重复上述两步可完成第三个量程,直至所有的量程被校准,在校准过程中不产生新的系统误差,提高了这类测量仪器的准确度。
Description
本发明是一种多量程电量(电压、电流、功率/电能)测量仪器的量值校准方法。
目前，多量程电量(电压、电流、功率/电能)测量仪器的量值溯源与校准方法，基本上都在基本量程校准后，再经过比例仪器或设备校准其他量程，所用的比例仪器和设备包括电压互感器、电流互感器、分压器、分流器等，使用这些设备进行量程扩展，存在的主要问题是设备笨重、复杂、成本高，更主要的是在校准即量值传递过程中带入系统误差，并且在多量程传递过程中这个系统误差会被不断积累，造成的后果是准确度不断下降，一档比一档差。
本发明的目的在于；为解决上述问题，提供一种多量程电量测量仪器的量值校准方法，消除了量值传递过程中可能产生的系统误差，从根本上避免了这种系统误差在量值传递过程中的不断积累，从而大大提高了这类测量仪器的准确度。
本发明是这样实现的：利用多台(至少三台)同类仪器或同一仪器的多个(至少三个)独立测量通道，首先选定一个基本量程，由高一级准确度的设备同时校准A、B、C三台仪器(或同一仪器的三个通道)，在此基础上利用已校准的A、B两台仪器(或A、B二个通道)，在该量程上通过电量叠加，去校准C仪器(或C通道)的下一个量程，随后以C仪器(或C通道)所获得的校准量程校准A、B两台仪器(或A、B两个通道)的相应量程，重复上述两步可完成第三个量程，直至所有的量程被校准，并以同一原理完成由高量程向低量程的校准，上述整个校准过程的主要特性是利用已校准的两个电量相叠加去校准2倍此电量的量程，这个过程没有系统误差的产生和积累，从而可以实现高精度，利用三台以上仪器或三个以上测量通道，可获得更多的组合，可以减少校准工作量，扩展校准范围，增加验证手段，进一步保证校准质量。
对电流多量程测量仪器校准方法中的电量(电流)叠加方式可以为：A、B两台电流测量仪器(或两个电流测量通道)并联(电流叠加)与另一台同类仪器C(或另一通道)串联，这时流过C仪器(或通道)中的电流为上述A、B两台仪器(或两个通道)的电流之和。
对电压多量程测量仪器校准方法中的电量(电流)叠加方式可以为：A、B两台电压测量仪器(或两个电压测量通道)串联(电压叠加)与另一台同类仪器C(或另一通道)并联，这时作用于C仪器(或通道)输入端的电压等于A、B两台仪器(或两个通道)输入端电压之和。
对功率/电能多量程测量仪器的校准方法中电量(功率/电能)叠加方式可以为：报持电压不变，用上述电流叠加方式时，C仪器(或通道)测得的功率为A、B两台仪器(或两个通道)测得的功率之和；保持电流不变，用上述电压叠加方式时，C仪器(或通道)测得的功率也为A、B两台仪器(或两个通道)测得的功率之和。
本发明由于采用已校准的两个电量(电流、电压、功率/电能)相叠加去校准两倍于此电量的量程，且利用多台仪器或多个通道可得到高于两倍的量程，这种校准方式在校准过程中不产生新的系统误差，当然也没有这种系统误差的积累，从而提高了这类多量程电量测量仪器的准确度。
以下结合实施例对本发明作详细描述：
图1为一种多量程电量测量仪器的结构原理图。
图1所示的测量仪器是本申请人为解决现有电能表检验装置的计量检定和校准而设计的，它包括三个高精度电流—电压变换器1(I/V)、三个高精度电压—电压变换器2(V/V)、仪用放大器3、频率计数器4、模数转换器5和模数转换器18(A/D)、微机6和漏磁场检测线圈(7)，该测量仪器的电压、电流量程覆盖了目前所有的电能表检验装置的测量范围，其电流源从0.1A-100A，电压源从50V-400V，本发明的校准方法是：以一台高准确度的标准功率转换器和一台高准确度的数字电压表先将测量仪器的5A、100V量程校准，三个电流—电压变换器I/V可依次分为A、B、C，在A、B、C三个电流—电压变换器I/V的5A、100V已校准的基础上，将B、C的两相电流输入端并联，再与A串联，根据克希荷夫定律：
IA＝(IB+IC)这时IA置10A量程，IB、IC置5A量程，电流总回路通以10A电流，此时IB和IC约为5A，其和为10A，这样就实现了用已校准的B、C两相的5A量程对A的10A量程的校准，也即5A量程向10A量程的量值传递，然后将A、B、C相串联，通10A电流，实现了已校准的A的10A量程向B、C的10A量程的校准传递，重复以上过程，即可实现10A向20A，20A向50A……，进而实现0.1A-100A的全部电流量程的量值传递，同理用电压叠加的方式实现100V向50V、200V、400V的量程传递，如将已校准的100V量程的B、C串联后，再与待校准的200V量程的A相并联，并联电路的两端加以200V电压，因
VA＝VB+VC这样就实现了用已校准的B、C两相的100V量程对A的200V量程的校准，也即100V量程向200V量程的校准传递，然后将A、B、C相互并联，并联电路两端加以200V电压，实现了已校准的A的200V量程向B、C的200V量程的校准传递。
采用上述电量叠加的校准传递过程中，没有系统误差的产生和积累，虽然有偶然误差(在国际计量局关于测量不确定度先行规则中称为A类不确定度)的传递和积累，这种A类不确定度的分量是比较小的，且可以通过重复测量而进一步减小，从而实现高准确度的校准传递。
Claims (4)
1.一种多量程电量测量仪器的量值校准方法，其特征在于：利用至少三台同类仪器或同一仪器的至少三个独立测量通道，首先选定一个基本量程，由更高准确度的设备同时校准三个通道或三台仪器，在此基础上利用已校准的二个通道或两台仪器，通过电量相加，去校准第三个通道的下一个量程，随后以所述第三个通道的已校准量程校准第一、第二两通道的下一个量程，重复上述两步可完成第三个量程，直至所有的量程被校准，并以同一原理完成由高量程向低量程的校准。
2.如权利要求1所述的多量程电量测量仪器的量值校准方法，其特征在于：所述基本量程校准后，以两个通道并联与另一通道串联，以实现电流叠加和各电流量程的校准。
3.如权利要求1所述的多量程电量测量仪器的量值校准方法，其特征在于：所述基本量程校准后，以两个通道串联与另一通道并联，以实现电压的叠加和各电压量程的校准。
4.如权利要求1所述的多量程电量测量仪器的量值校准方法，其特征在于：所述基本量程校准后，在固定电压量程下，以两个通道并联与另一通道串联校准各电流量程的功率；在电流量程固定的量程下，以两个通道串联与另一通道并联校准各电压量程的功率，以实现全部电流量程和电压量程下的功率/电能测量的校准。
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| CN 00109616 CN1274854A (zh) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | 多量程电量测量仪器的量值校准方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN106093504A (zh) * | 2012-02-13 | 2016-11-09 | 松下知识产权经营株式会社 | 电力测量器 |
| CN109407027A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-03-01 | 苏州英特模汽车科技有限公司 | 大量程高精度电流传感器计量方法 |
| CN111488266A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-08-04 | 福建师范大学 | 基于多量程的嵌入式软件能耗测量系统 |
| CN113030821A (zh) * | 2019-12-24 | 2021-06-25 | 中移物联网有限公司 | 一种电量校准方法及装置 |
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