專利名稱：多量程電量測(cè)量?jī)x器的量值校準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種多量程電量(電壓、電流、功率/電能)測(cè)量?jī)x器的量值校準(zhǔn)方法。
目前，多量程電量(電壓、電流、功率/電能)測(cè)量?jī)x器的量值溯源與校準(zhǔn)方法，基本上都在基本量程校準(zhǔn)后，再經(jīng)過(guò)比例儀器或設(shè)備校準(zhǔn)其他量程，所用的比例儀器和設(shè)備包括電壓互感器、電流互感器、分壓器、分流器等，使用這些設(shè)備進(jìn)行量程擴(kuò)展，存在的主要問(wèn)題是設(shè)備笨重、復(fù)雜、成本高，更主要的是在校準(zhǔn)即量值傳遞過(guò)程中帶入系統(tǒng)誤差，并且在多量程傳遞過(guò)程中這個(gè)系統(tǒng)誤差會(huì)被不斷積累，造成的后果是準(zhǔn)確度不斷下降，一檔比一檔差。
本發(fā)明的目的在于；為解決上述問(wèn)題，提供一種多量程電量測(cè)量?jī)x器的量值校準(zhǔn)方法，消除了量值傳遞過(guò)程中可能產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差，從根本上避免了這種系統(tǒng)誤差在量值傳遞過(guò)程中的不斷積累，從而大大提高了這類測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確度。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的利用多臺(tái)(至少三臺(tái))同類儀器或同一儀器的多個(gè)(至少三個(gè))獨(dú)立測(cè)量通道，首先選定一個(gè)基本量程，由高一級(jí)準(zhǔn)確度的設(shè)備同時(shí)校準(zhǔn)A、B、C三臺(tái)儀器(或同一儀器的三個(gè)通道)，在此基礎(chǔ)上利用已校準(zhǔn)的A、B兩臺(tái)儀器(或A、B二個(gè)通道)，在該量程上通過(guò)電量疊加，去校準(zhǔn)C儀器(或C通道)的下一個(gè)量程，隨后以C儀器(或C通道)所獲得的校準(zhǔn)量程校準(zhǔn)A、B兩臺(tái)儀器(或A、B兩個(gè)通道)的相應(yīng)量程，重復(fù)上述兩步可完成第三個(gè)量程，直至所有的量程被校準(zhǔn)，并以同一原理完成由高量程向低量程的校準(zhǔn)，上述整個(gè)校準(zhǔn)過(guò)程的主要特性是利用已校準(zhǔn)的兩個(gè)電量相疊加去校準(zhǔn)2倍此電量的量程，這個(gè)過(guò)程沒(méi)有系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生和積累，從而可以實(shí)現(xiàn)高精度，利用三臺(tái)以上儀器或三個(gè)以上測(cè)量通道，可獲得更多的組合，可以減少校準(zhǔn)工作量，擴(kuò)展校準(zhǔn)范圍，增加驗(yàn)證手段，進(jìn)一步保證校準(zhǔn)質(zhì)量。
對(duì)電流多量程測(cè)量?jī)x器校準(zhǔn)方法中的電量(電流)疊加方式可以為A、B兩臺(tái)電流測(cè)量?jī)x器(或兩個(gè)電流測(cè)量通道)并聯(lián)(電流疊加)與另一臺(tái)同類儀器C(或另一通道)串聯(lián)，這時(shí)流過(guò)C儀器(或通道)中的電流為上述A、B兩臺(tái)儀器(或兩個(gè)通道)的電流之和。
對(duì)電壓多量程測(cè)量?jī)x器校準(zhǔn)方法中的電量(電流)疊加方式可以為A、B兩臺(tái)電壓測(cè)量?jī)x器(或兩個(gè)電壓測(cè)量通道)串聯(lián)(電壓疊加)與另一臺(tái)同類儀器C(或另一通道)并聯(lián)，這時(shí)作用于C儀器(或通道)輸入端的電壓等于A、B兩臺(tái)儀器(或兩個(gè)通道)輸入端電壓之和。
對(duì)功率/電能多量程測(cè)量?jī)x器的校準(zhǔn)方法中電量(功率/電能)疊加方式可以為報(bào)持電壓不變，用上述電流疊加方式時(shí)，C儀器(或通道)測(cè)得的功率為A、B兩臺(tái)儀器(或兩個(gè)通道)測(cè)得的功率之和；保持電流不變，用上述電壓疊加方式時(shí)，C儀器(或通道)測(cè)得的功率也為A、B兩臺(tái)儀器(或兩個(gè)通道)測(cè)得的功率之和。
本發(fā)明由于采用已校準(zhǔn)的兩個(gè)電量(電流、電壓、功率/電能)相疊加去校準(zhǔn)兩倍于此電量的量程，且利用多臺(tái)儀器或多個(gè)通道可得到高于兩倍的量程，這種校準(zhǔn)方式在校準(zhǔn)過(guò)程中不產(chǎn)生新的系統(tǒng)誤差，當(dāng)然也沒(méi)有這種系統(tǒng)誤差的積累，從而提高了這類多量程電量測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確度。
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述

圖1為一種多量程電量測(cè)量?jī)x器的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖1所示的測(cè)量?jī)x器是本申請(qǐng)人為解決現(xiàn)有電能表檢驗(yàn)裝置的計(jì)量檢定和校準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的，它包括三個(gè)高精度電流—電壓變換器1(I/V)、三個(gè)高精度電壓—電壓變換器2(V/V)、儀用放大器3、頻率計(jì)數(shù)器4、模數(shù)轉(zhuǎn)換器5和模數(shù)轉(zhuǎn)換器18(A/D)、微機(jī)6和漏磁場(chǎng)檢測(cè)線圈(7)，該測(cè)量?jī)x器的電壓、電流量程覆蓋了目前所有的電能表檢驗(yàn)裝置的測(cè)量范圍，其電流源從0.1A-100A，電壓源從50V-400V，本發(fā)明的校準(zhǔn)方法是以一臺(tái)高準(zhǔn)確度的標(biāo)準(zhǔn)功率轉(zhuǎn)換器和一臺(tái)高準(zhǔn)確度的數(shù)字電壓表先將測(cè)量?jī)x器的5A、100V量程校準(zhǔn)，三個(gè)電流—電壓變換器I/V可依次分為A、B、C，在A、B、C三個(gè)電流—電壓變換器I/V的5A、100V已校準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，將B、C的兩相電流輸入端并聯(lián)，再與A串聯(lián)，根據(jù)克希荷夫定律IA＝(IB+IC)這時(shí)IA置10A量程，IB、IC置5A量程，電流總回路通以10A電流，此時(shí)IB和IC約為5A，其和為10A，這樣就實(shí)現(xiàn)了用已校準(zhǔn)的B、C兩相的5A量程對(duì)A的10A量程的校準(zhǔn)，也即5A量程向10A量程的量值傳遞，然后將A、B、C相串聯(lián)，通10A電流，實(shí)現(xiàn)了已校準(zhǔn)的A的10A量程向B、C的10A量程的校準(zhǔn)傳遞，重復(fù)以上過(guò)程，即可實(shí)現(xiàn)10A向20A，20A向50A……，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)0.1A-100A的全部電流量程的量值傳遞，同理用電壓疊加的方式實(shí)現(xiàn)100V向50V、200V、400V的量程傳遞，如將已校準(zhǔn)的100V量程的B、C串聯(lián)后，再與待校準(zhǔn)的200V量程的A相并聯(lián)，并聯(lián)電路的兩端加以200V電壓，因VA＝VB+VC這樣就實(shí)現(xiàn)了用已校準(zhǔn)的B、C兩相的100V量程對(duì)A的200V量程的校準(zhǔn)，也即100V量程向200V量程的校準(zhǔn)傳遞，然后將A、B、C相互并聯(lián)，并聯(lián)電路兩端加以200V電壓，實(shí)現(xiàn)了已校準(zhǔn)的A的200V量程向B、C的200V量程的校準(zhǔn)傳遞。
采用上述電量疊加的校準(zhǔn)傳遞過(guò)程中，沒(méi)有系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生和積累，雖然有偶然誤差(在國(guó)際計(jì)量局關(guān)于測(cè)量不確定度先行規(guī)則中稱為A類不確定度)的傳遞和積累，這種A類不確定度的分量是比較小的，且可以通過(guò)重復(fù)測(cè)量而進(jìn)一步減小，從而實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確度的校準(zhǔn)傳遞。
權(quán)利要求
1.一種多量程電量測(cè)量?jī)x器的量值校準(zhǔn)方法，其特征在于利用至少三臺(tái)同類儀器或同一儀器的至少三個(gè)獨(dú)立測(cè)量通道，首先選定一個(gè)基本量程，由更高準(zhǔn)確度的設(shè)備同時(shí)校準(zhǔn)三個(gè)通道或三臺(tái)儀器，在此基礎(chǔ)上利用已校準(zhǔn)的二個(gè)通道或兩臺(tái)儀器，通過(guò)電量相加，去校準(zhǔn)第三個(gè)通道的下一個(gè)量程，隨后以所述第三個(gè)通道的已校準(zhǔn)量程校準(zhǔn)第一、第二兩通道的下一個(gè)量程，重復(fù)上述兩步可完成第三個(gè)量程，直至所有的量程被校準(zhǔn)，并以同一原理完成由高量程向低量程的校準(zhǔn)。
2.如權(quán)利要求1所述的多量程電量測(cè)量?jī)x器的量值校準(zhǔn)方法，其特征在于所述基本量程校準(zhǔn)后，以兩個(gè)通道并聯(lián)與另一通道串聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)電流疊加和各電流量程的校準(zhǔn)。
3.如權(quán)利要求1所述的多量程電量測(cè)量?jī)x器的量值校準(zhǔn)方法，其特征在于所述基本量程校準(zhǔn)后，以兩個(gè)通道串聯(lián)與另一通道并聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)電壓的疊加和各電壓量程的校準(zhǔn)。
4.如權(quán)利要求1所述的多量程電量測(cè)量?jī)x器的量值校準(zhǔn)方法，其特征在于所述基本量程校準(zhǔn)后，在固定電壓量程下，以兩個(gè)通道并聯(lián)與另一通道串聯(lián)校準(zhǔn)各電流量程的功率；在電流量程固定的量程下，以兩個(gè)通道串聯(lián)與另一通道并聯(lián)校準(zhǔn)各電壓量程的功率，以實(shí)現(xiàn)全部電流量程和電壓量程下的功率/電能測(cè)量的校準(zhǔn)。
全文摘要
本發(fā)明是一種多量程電量(電壓、電流、功率/電能)測(cè)量?jī)x器的量值校準(zhǔn)方法,利用至少三臺(tái)同類儀器或同一儀器的至少三個(gè)獨(dú)立測(cè)量通道,首先選定一個(gè)基本量程,由更高準(zhǔn)確度的設(shè)備同時(shí)校準(zhǔn)三個(gè)通道或三臺(tái)儀器,在此基礎(chǔ)上利用已校準(zhǔn)的二個(gè)通道或兩臺(tái)儀器,通過(guò)電量相加,再校準(zhǔn)第三個(gè)通道的下一個(gè)量程,隨后以所述第三個(gè)通道的已校準(zhǔn)量程校準(zhǔn)第一、第二兩通道的下一個(gè)量程,重復(fù)上述兩步可完成第三個(gè)量程,直至所有的量程被校準(zhǔn),在校準(zhǔn)過(guò)程中不產(chǎn)生新的系統(tǒng)誤差,提高了這類測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確度。
文檔編號(hào)G01R35/00GK1274854SQ0010961
公開(kāi)日2000年11月29日 申請(qǐng)日期2000年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月19日
發(fā)明者瞿清昌 申請(qǐng)人:瞿清昌