在XF1b校驗(yàn)裝置上檢定精密鉗形電流表示值誤差

李佳榮

　　摘　要　文章闡明了在XF1b交、直流精密電表校驗(yàn)裝置上采用電流互感器技術(shù)檢定精密鉗形電流表示值誤差的方法，同時(shí)通過(guò)誤差分析和標(biāo)準(zhǔn)不確定度分析對(duì)所采用方法的可行性進(jìn)行了論證。
　　關(guān)鍵詞　鉗形電流表　示值誤差檢定　交直流校驗(yàn)裝置

一、工作原理及裝置的構(gòu)成

　　采用XF1b校驗(yàn)裝置和電流互感器檢定鉗形電流表示值誤差的原理電路如圖所示：

二、誤差與標(biāo)準(zhǔn)不確定度分析

　　本校驗(yàn)裝置中，影響測(cè)量準(zhǔn)確度的因素有以下幾個(gè)方面：
　　1.直流電位差計(jì)的誤差為：e₁≤±0.01%；
　　2.直流標(biāo)準(zhǔn)電阻的誤差為：e₂≤±0.005%；(此處選擇BZ15)
　　3.標(biāo)準(zhǔn)電池的誤差為：e₃≤±0.005%；
　　4.YY10熱電比較儀的誤差為：e₄≤±0.02%；
　　5.XF1b校驗(yàn)裝置的相對(duì)靈敏度的誤差為：e₅≤±0.005%；
　　6.直流電源的不穩(wěn)定產(chǎn)生的誤差為：e₆≤±0.005%；
　　7.電流調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)細(xì)度誤差為：e₇≤±0.005%；
　　8.標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的誤差為：e₈≤±0.01%；
　　9.標(biāo)準(zhǔn)電流互感器周期內(nèi)變化帶來(lái)的誤差為：e₉≤±0.005%；
　　10.標(biāo)準(zhǔn)電流互感器變差引入的誤差為：e₁₀≤±0.002%；
　　11.由外界電磁場(chǎng)干擾所引入的誤差為：e₁₁≤±0.001%；
　　在上述誤差分量中均含有系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，一般來(lái)說(shuō)，其系統(tǒng)誤差占主導(dǎo)地位，所以，按計(jì)量學(xué)慣例，通常采用均勻分布規(guī)律進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差實(shí)驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)不確定度估計(jì)。基于這一點(diǎn)，我們選擇HLB-15型精密電流互感器(量限為2A/1A～3000A/1A)和1281型精密數(shù)字繁用表對(duì)本裝置的100A點(diǎn)進(jìn)行10次重復(fù)比對(duì)測(cè)量，限于篇幅關(guān)系，具體測(cè)量數(shù)據(jù)不再列出，只給出其結(jié)果，即電流平均值為100.092A，相對(duì)誤差平均值為-0.09%，所以，根據(jù)這一結(jié)果，由貝塞爾公式可得到該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)值，即該裝置的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度s為0.01%。
　　另一方面，由均勻分布準(zhǔn)則可以知道，服從均勻分布規(guī)律的顯著水平α分別為0.01，0.05和0.10，在我們這個(gè)實(shí)驗(yàn)中取α=0.05，則置信因子為，而合成分布的置信因子K_0.05Y可以這樣進(jìn)行確定，由于影響該裝置測(cè)量準(zhǔn)確度的誤差分量共十一項(xiàng)，并且誤差最大的前三項(xiàng)分別為0.02%，0.01%，0.01%。所以K₍₁₎=1.96，K₍₂₎=1.88，又K₍₂₎≤K_0.05Y≤K₍₁₎，因此取K_0.05Y=1.92，由此可以得到該裝置的擴(kuò)展不確定度為：

三、檢定方法

　　按圖所示裝置檢定鉗形電流表的示值誤差時(shí)，可按如下步驟進(jìn)行^［2］：
　　1.將標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的二次側(cè)接至XF1b校驗(yàn)裝置的“～電流”接線端鈕上；
　　2.將YY10熱電比較儀的測(cè)量種類開關(guān)轉(zhuǎn)至“I或U”的位置上，在YY10熱電比較儀上標(biāo)有“≌電流”的插孔上插入量值為5A的分流器(因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)電流互感器的二次電流為5A)，然后，將YY10熱電比較儀的附加電阻開關(guān)轉(zhuǎn)至“斷”的位置上；
　　3.將XF1b校驗(yàn)裝置上的電流量程開關(guān)轉(zhuǎn)至5A處；
　　4.將電流種類開關(guān)轉(zhuǎn)至“交流”位置；
　　5.將被測(cè)電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)至“I_x”的位置上；
　　6.分壓箱倍數(shù)開關(guān)轉(zhuǎn)至相應(yīng)的倍數(shù)，以防止分壓箱過(guò)載；
　　7.緩慢調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器，使被檢鉗形電流表指示在某一帶數(shù)字的分度線處，然后調(diào)節(jié)YY10熱電比較儀的電流調(diào)節(jié)器，平衡此時(shí)的熱偶電動(dòng)勢(shì)，使檢流計(jì)指示在零位，之后，將XF1b校驗(yàn)裝置上的電流種類開關(guān)轉(zhuǎn)向“直流”位置，使被測(cè)鉗形電流表進(jìn)入直流電路中，在其他條件不變的情況下，調(diào)節(jié)YJ6直流調(diào)節(jié)器，使YY10熱電比較儀再次平衡；
　　8.用UJ41直流電位差計(jì)測(cè)定此時(shí)的被測(cè)電流在標(biāo)準(zhǔn)電阻上產(chǎn)生的電壓值，用此電壓值除以標(biāo)準(zhǔn)電阻的阻值，再由式(3)就可以求出被檢鉗形電流表在該數(shù)字分度線處的實(shí)際值，進(jìn)而由式(4)和式(5)可以確定出被檢鉗形電流表的誤差值。

四、結(jié)　語(yǔ)

　　通過(guò)上述分析可以看到，采用本文所敘述的方法檢定0.1級(jí)以下的精密指示鉗形電流表的示值誤差其方法是切實(shí)可行的。