在XF1b校驗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，同時通過誤差分析和標準不確定度分析對所采用方法的可行性進行了論證。
　　關(guān)鍵詞　鉗形電流表　示值誤差檢定　交直流校驗裝置

一、工作原理及裝置的構(gòu)成

　　采用XF1b校驗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、誤差與標準不確定度分析

　　本校驗裝置中，影響測量準確度的因素有以下幾個方面：
　　1.直流電位差計的誤差為：e₁≤±0.01%；
　　2.直流標準電阻的誤差為：e₂≤±0.005%；(此處選擇BZ15)
　　3.標準電池的誤差為：e₃≤±0.005%；
　　4.YY10熱電比較儀的誤差為：e₄≤±0.02%；
　　5.XF1b校驗裝置的相對靈敏度的誤差為：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)細度誤差為：e₇≤±0.005%；
　　8.標準電流互感器的誤差為：e₈≤±0.01%；
　　9.標準電流互感器周期內(nèi)變化帶來的誤差為：e₉≤±0.005%；
　　10.標準電流互感器變差引入的誤差為：e₁₀≤±0.002%；
　　11.由外界電磁場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)誤差和隨機誤差，一般來說，其系統(tǒng)誤差占主導地位，所以，按計量學慣例，通常采用均勻分布規(guī)律進行標準差實驗和標準不確定度估計?；谶@一點，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)字繁用表對本裝置的100A點進行10次重復比對測量，限于篇幅關(guān)系，具體測量數(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驗結(jié)果的標準差估計值，即該裝置的A類標準不確定度s為0.01%。
　　另一方面，由均勻分布準則可以知道，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，在我們這個實驗中取α=0.05，則置信因子為，而合成分布的置信因子K_0.05Y可以這樣進行確定，由于影響該裝置測量準確度的誤差分量共十一項，并且誤差最大的前三項分別為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，可按如下步驟進行^［2］：
　　1.將標準電流互感器的二次側(cè)接至XF1b校驗裝置的“～電流”接線端鈕上；
　　2.將YY10熱電比較儀的測量種類開關(guān)轉(zhuǎn)至“I或U”的位置上，在YY10熱電比較儀上標有“≌電流”的插孔上插入量值為5A的分流器(因為標準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)至相應的倍數(shù)，以防止分壓箱過載；
　　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，平衡此時的熱偶電動勢，使檢流計指示在零位，之后，將XF1b校驗裝置上的電流種類開關(guān)轉(zhuǎn)向“直流”位置，使被測鉗形電流表進入直流電路中，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直流電位差計測定此時的被測電流在標準電阻上產(chǎn)生的電壓值，用此電壓值除以標準電阻的阻值，再由式(3)就可以求出被檢鉗形電流表在該數(shù)字分度線處的實際值，進而由式(4)和式(5)可以確定出被檢鉗形電流表的誤差值。

四、結(jié)　語

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