钳形电流表校准不确定度的分析与评定

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【摘　要】根据JJF1075-2001《钳形电流表校准规范》，钳形电流表基本误差的校准从原理上可以分为三大类：直接比较法(模拟指示标准表法)、标准数字表法、用多功能校准器作标准的校准方法。由于操作简单，读数直观，用多功能校准器作标准的校准方法正被越来越多的采用。本文就是介绍一下用这种方法时测量结果的不确定度评定。

【关键词】数字钳形表；交流电流；测量结果；不确定度评定

０．概述

采用多功能校准器交流电流源输出交流电流给被校数字钳形电流表，在被校表上读得相应读数。以CY2001型数字式钳形表校验仪作为标准，1.5级UT205型数字式钳形表为被校表。按照规范要求选择交流电400A量程95%处的380A点为例计算。根据安培定律，我们可以得出垂直于电流互感器线圈平面中心的无限长载流导体周围的磁感应强度，在使用钳形电流表时，为保证测量准确度，生产厂家一般都规定了钳口的几何中心，并要求被测电流垂直于线圈平面，为了具体分析上述两种因素对测量结果的影响，需考虑被测导体的偏心度和倾斜度。

1.数学模型

设标准电流为IN，被校表上相应的指示值为Ix，由技术说明书可得，在标准条件下，温度、湿度、磁场、电源变化等带来的影响均可以忽略不计。则被校表指示值的误差可表示为：

Δ=I-I

由(1)式得方差

u=c(I)?u(I)+c(I)?u(I)

传播系数：

c(I)==1;c(I)==-1。

2.各项标准不确定度评定

校准不同电流值时，各自的不确定度分量的数值是不同的，此处以400A量程的95%即380A点情况为例。

2.1指示值测量的标准不确定度u(Ix)

(1)重复性引人的标准不确定度分量u(Isl)

由校验仪1000A档输出380A电流给被校表，在被校表上读得相应读数:

计算得：

si=0.306A (n=10)

测量结果取1次读数，故标准不确定度为：

u(Vx1)=si=0.306A

自由度为：

u(Vx1)=n-1=9

根据JJF1033-2008《计量标准考核规范》附录C规定，当重复性引人的不确定度分量大于被测仪器的分辨力所引人的不确定度分量时，可以不考虑分辨力所引人的不确定度分量。

则u(I)=u(Ix1)=0.306A

自由度为：u(I)=9

2.2标准器引入的不确定度u(IN)

由于标准器分辨力等因素对整体测量不确定度贡献极小，故可忽略不计。因此不确定度u(IN)就等于CY2001交流电流档1000A量程的允许误差给出的不确定度分量u(INl)。从技术说明书得：

e=±(0.5%×380A+0.02%×1000A)=±2.1A

其在±2.1A的区间里认为服从均匀分布，包含因子k=，故有：

u(I)=u(I)=2.1A/≈1.212A

因为其很可靠，则其自由度为

u(I)=u(I)∞

3.合成不确定度的评定

u==1.250A

4.扩展不确定度的评定

扩展不确定度为U=ku，取k=2，则

U=2×1.250A=2.5A。

5.测量不确定度的报告与表示

以CY2001型数字式钳形表校验仪作为标准校准1.5级数字钳形表的交流电流400A量程的380A点的扩展不确定度为:U=2.5A, k=2。

6.结束语

对于采用相同校准方法的数字钳形表交流电流校准，都可以参照使用此评定结果。

【参考文献】

［１］潘洋,来磊,石雷兵,范宜锋,林艳.钳形电流表校准不确定度的分析与评定[J]电测与仪表,2009,(08).

［２］唐晓岗.数字钳表测量结果不确定度评定报告[J]．硅谷,2010,(23).

［３］刘月明.数字式钳形电流表测量结果不确定度的评定[J]．计量与测试技术,2004,(12).

［４］邓琳,陈光贵.数字钳形表交流电流测量结果的不确定度评定[J]．计量与测试技术,2011,(04).

［５］杨爱军,康艳.钳形表校验仪校准方法以及测量结果的不确定度评定[J]．信息通信,2011,(04).

［６］宋光清,张红,王运全,翟锦奎.单相钳式电能表现场校验仪的现状与展望[J]．山东电力技术, 2003,(06).