JJF(冀) 210-2023 钳形数字相位伏安表校准规范.docx

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1、JJF（冀）210-2023钳形数字相位伏安表校准规范CalibrationSpecificationforClampDigitalPhasevoltammeters2023-02-23发布2023-05-01实施发布JJF(冀)2102023目录引言(II)1范围(1)2引用文件(1)3概述(1)4计量特性(2)4.1交流电压、交流电流与交流功率的示值误差(2)4.2相位的示值误差(2)4.3测量范围和最大允许误差(3)5校准条件(3)5.1环境条件(3)5.2测量标准及其他设备(3)6校准项目和校准方法(3)6.1校准项目(3)6.2校准方法(4)7校准结果表达(8)8复校时间间隔(9)附

2、录A测量结果不确定度评定示例(10)附录B校准原始记录格式(14)附录C校准证书内页格式(15)IJJF(冀)2102023引言本规范依据国家计量技术规范JJF10712010国家计量校准规范编写规则、JJF1059.12012测量不确定度评定与表示和JJF10012011通用计量术语及定义编制。本规范在参考了JJF10752015钳形电流表校准规范、JJF14912014数字式交流电参数测量仪校准规范等文件的基础上，结合国内钳形数字相位伏安表的质量控制现状制订。本规范为首次制订。IIJJF(冀)2102023钳形数字相位伏安表校准规范1范围本规范适用于交流电压测量范围0.1V600V，交流电

3、流测量范围10mA500A，相位测量范围(0360)，交流功率测量范围1mW300kW，输入信号频率范围45Hz65Hz的钳形数字相位伏安表(以下简称相位伏安表)的校准。2引用文件本规范引用了下列文献：JJF10752015钳形电流表校准规范JJF14912014数字式交流电参数测量仪校准规范凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单），适用于本规范。3概述钳形数字相位伏安表是专为现场测量电压、电流、功率、相位的单通道、双通道和三通道的数显测量仪表。它的特点是可以在不断开回路的情况下，可以通过电压端子测量电压，采用钳形电流传感器测量电

4、流，通过A/D转换方式和数据处理显示功率和相位。钳形数字相位伏安表的基本组成如图1所示。其主要功能是用来测量U-U、I-I及U-I之间的相位，判别感性、容性电流及三相电压的相序，检测变压器的接线组别。显示器单元A/D转换数据处理IU信号调理单元通信及控制单元图1钳形数字相位伏安表基本组成框图1JJF(冀)21020234计量特性4.1交流电压、交流电流与交流功率的示值误差钳形数字相位伏安表交流电压、交流电流与交流功率的示值误差可采用公式(1)(3)中的一种进行表示，具体采用何种表示方式，应根据制造商说明书，或按客户和制造商双方达成的技术协议。D=(a%Ax+b%Am)D=(a%Ax+n)(1)

5、(2)g=a%+b%AmAx(3)式中：Dmax用绝对误差表示的最大允许误差，V、A或W;gmax用相对误差表示的最大允许误差，%；Ax被校仪器的读数值，V、A或W;Am被校仪器的量程值，V、A或W;a与读数有关的误差系数；b与量程有关的误差系数；n以数字表示的绝对误差项，n=b%Am。4.2相位的示值误差相位示值以绝对误差表示的示值误差公式为：nDmax=Fx-F(4)式中：Dmax相位示值误差，；Fx相位伏安表相位显示值，；Fn标准源输出相位值，。2校准参数测量范围最大允许误差（a+b）交流电压100mV600V0.2%及以下交流电流10mA500A0.2%及以下交流功率1mW300kW0

6、.2%及以下相位03601.0及以下JJF(冀)21020234.3测量范围和最大允许误差相位伏安表交流电压、交流电流、交流功率和相位的测量范围和最大允许误差见表1。表1测量范围和最大允许误差注：由于校准不判断合格与否，故上述计量特性要求仅供参考。5校准条件5.1环境条件5.1.1环境温度：(205)；5.1.2相对湿度：(5520)%；5.1.3电源频率：(500.5)Hz；5.1.4电源电压：(22022)V；5.1.5其他：无影响测量结果的振动、电磁干扰等。5.2测量标准及其它设备采用标准源对相位伏安表各测量参数进行校准。校准时由标准器、配套设备和环境条件引起的各测量参数测量扩展不确定度

7、或最大允许误差应小于被校相位伏安表的最大允许误差绝对值的1/3，测量范围要完全覆盖被校相位伏安表的测量范围。校准所用标准装置在30s内的稳定度和调节细度应小于被校相位伏安表相应测量参数最大允许误差绝对值的1/10。校准所用标准装置必须经过有效量值溯源。6校准项目和校准方法6.1校准项目相位伏安表校准项目（见表2）3序号校准项目校准方法条款1交流电压6.2.32交流电流6.2.43相位6.2.54交流功率6.2.6JJF(冀)2102023表2校准项目一览表注：根据相位伏安表功能和用户的要求选择校准项目。6.2校准方法6.2.1校准前检查a)相位伏安表外观应完整无破损，标识清晰，有出厂编号、生产

8、厂家等；b)相位伏安表通电后应显示清晰，按照说明书要求进行预热并工作正常，各种开关及功能键工作正常。6.2.2校准接线单相相位伏安表、双钳相位伏安表和三相相位伏安表接线图分别见图2、图3、图4和图5。*被标准源U11I*U1I1校相位伏安表图2单相钳形数字相位伏安表校准接线图标2U1*U*U2U2被校双钳数I1准源*I2字相位伏I2*I1安表图3双钳数字相位伏安表校准接线图4标准源IA*IBIC*UA*UBJJF(冀)2102023*IAIBIC*UA*UB被校相位伏安表*UC*UCUN图4钳形数字相位伏安表三相四线校准接线图IA*IBUC被标IC*IB校相位准源*UA*UBIC*UA*UB伏

9、安表*UC*UC图5钳形数字相位伏安表三相三线校准接线图注：图中“*”为同名端。6.2.3校准点的选择a)相位伏安表的不同功能，不同量程有不同的技术指标，对多量程相位伏安表一般选取误差限最小的量程最为基本量程档，其他量程为非基本量程。b)有额定频率范围的相位伏安表在50Hz下进行校准。c)基本量程档，在测量范围内均匀选取5个校准点，非基本量程档，在测量范围内均匀选取3个校准点。5JJF(冀)2102023d)也可根据用户要求选取制定基本量程，频率和校准点。6.2.4交流电压使用标准源对交流电压校准，接线方式参照6.2.2。启动标准源输出电压，读取相位伏安表显示值及标准源输出值，在测量范围内均匀

10、选取不少于5个校准点来进行电压示值误差的校准，并按公式(5)计算电压示值误差,按公式(6)计算电压相对误差。D=Ux-Un(5)相对误差g为：g=Ux-UnUn100%(6)式中：D相位伏安表的示值误差，V；g相位伏安表的相对误差,%。Ux相位伏安表显示值，V；Un标准源的输出实际值，V。6.2.5交流电流使用标准源对交流电流校准，接线方式参照6.2.2。将标准电流源导线置于钳口近似几何中心位置，启动标准源调节输出电流，读取相位伏安表电流显示值及标准源输出值，在测量范围内均匀选取不少于5个校准点来进行电流示值误差的校准，按公式(7)计算显示电流示值误差,并按公式(8)计算电流相对误差。D=Ix

11、-In(7)相对误差g为：g=Ix-InIn100%(8)式中：D相位伏安表的示值误差，A；g相位伏安表的相对误差，%。Ix相位伏安表显示值，A；In标准源的输出实际值，V。6JJF(冀)2102023对于钳形大电流（大于100A）的校准可采用单通道等安匝法进行电流校准，校准原理如图6。相位伏安表的放置位置，调节校准指示点等步骤同上，启动标准源调节输出电流，读取相位伏安表电流显示值及标准源输出值,则示值误差按公式(9)计算，并按公式(10)计算电流相对误差:Ix-KInD=Ix-KIng=100%KIn式中：K标准电流的额定变比系数(9)(10)*被校标准源In*Ix相位伏安表图6钳形大电流相

12、位伏安表接线图6.2.6相位使用标准源对相位校准，接线方式参照6.2.2。通常选取50Hz作为校准频率点，电压、电流（电流点的选取在标准源量限范围内，不采用等安匝法测电流方式接线）可以选择常用点。依次调节标准源输出U-U、I-I及U-I之间的相位，并按公式(4)计算相位示值误差，推荐校准点见表3。7被校仪表校准点校准点单钳相位伏安表UI0、60、300双钳相位伏安表U1I2、I1U2、U1U2、I1I2三相相位伏安表三相四线U1I1、U2I2、U3I3I1I2、I1I3、I2I3U1U2、U1U3、U2U3、120三相三线U1230U3290U12I130、90U32I3330、30JJF(冀

13、)2102023表3相位推荐校准点6.2.7交流功率使用标准源对交流功率校准，接线方式参照6.2.2。通常取50Hz作为校准频率点，根据用户使用需要一般选取（110V、220V或380V）作为电压校准点，在电压校准点下，电流在测量范围内均匀选取不少于5个校准点来进行功率示值误差的校准。功率因数选择1.0、0.5L、0.5C，其中0.5L、0.5C的功率因数仅在电流量程的某一个点进行校准。读取相位伏安表功率显示值及标准源输出值，并按公式(11)计算交流功率示值误差,并按公式(12)计算交流功率相对误差。xnD=P-P(11)相对误差g为：g=xnP-PnP100%(12)式中：D相位伏安表的示值

14、误差，W；g相位伏安表的相对误差，%。Px相位伏安表显示值，W；nP标准源的输出实际值，W。7校准结果表达校准结果应在校准证书上反映，校准证书应至少包括以下信息：8JJF(冀)2102023a)标题，如“校准证书”；b)实验室名称和地址；c)进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；d)证书或报告的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；e)客户的名称和地址；f)被校对象的描述和明确标识；g)进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期；h)如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；i)对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j

15、)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k)校准环境的描述；l)校准结果及其测量不确定度的说明；m)校准证书和校准报告签发人的签名、职位或等效标识；n)校准结果仅对被校对象有效的声明；o)未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。8复校时间间隔建议复校时间间隔一年。送校单位也可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。9JJF(冀)2102023附录A钳形数字相位伏安表不确定度评定示例A.1概述环境条件：温度：20.2，湿度：40%RH；测量标准：三相交直流现场校验仪TD4530；被校对象：钳形数字相位伏安表测量过程：采用标准源法，将可调标准源与被校钳形相位伏安表直接连接，由可调标准源

16、输出标准值给被检相位伏安表，在钳形相位伏安表上读得显示值，与标准源输出标准值相减，其差值即为钳形相位伏安表的示值误差。A.1.5评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定方法。A.2建立测量模型A.2.1测量模型D1=Ax-An式中：D1相位伏安表的示值误差，V、A、W或；Ax相位伏安表显示值，V、A、W或；An标准源的输出实际值，V、A、W或。A.2.2灵敏系数：测量模型D1=Ax-An灵敏系数：C1=D1Ax=1C2=D1An=-1uc=c1u1(Ax)+c2u2(An)A.2.3传播律：因各输入量彼此独立不相关，所以2222210测量次数nU1100V测量结果

17、（单位：V）I11A测量结果(单位：A)P150W测量结果(单位：W)U1I160测量结果(单位：)1100.11.00150.160.12100.01.00050.060.23100.01.00050.060.04100.11.00150.160.05100.11.00050.160.16100.01.00050.160.27100.01.00150.060.08100.11.00050.160.09100.01.00150.060.110100.01.00050.060.1实验标准偏差s(xi)0.051640.0005160.052700.078881u(Ax1)0.051640.000

18、5160.052700.078881JJF(冀)2102023A.3输入量的标准不确定度评定A.3.1输入量Ax的标准不确定度u(Ax)的评定：输入量Ax的标准不确定度u(Ax)的来源主要是由被校相位伏安表的测量重复性u(Ax1)以及被校仪器分辨力引起的不确定度分量u(Ax2)。不确定度分项u(Ax1)采用A类方法评定。选择交流电压U1为100V，交流电流I1为1A，相位U1I160校准点，在相同温湿度，各参数重复性条件下连续独立测量10次，测量数据见表A.1表A.1测量重复性及其引入的标准不确定度分量根据贝塞尔公式计算出实验标准偏差s：i(xi-x)2s(xi)=1n-1n由于在实际工作中取

19、单次测量结果作为最终结果，故标准不确定度分量：u(Ax1)=s(x1)不确定度分量u(Ax2)采用B类方法评定，相位伏安表在100V校准点下的分辨力11参数U1100V校准点（单位：V）I11A校准点(单位：A)P150W校准点(单位：W)U1I160校准点(单位：)分辨力0.10.0010.10.1区间半宽0.050.00050.050.05u(Ax2)0.02890.0002890.02890.0289参数U1100V校准点（单位：V）I11A校准点(单位：A)P150W校准点(单位：W)U1I160校准点(单位：)区间半宽a0.020.00020.020.1u(An)0.01150.00

20、01150.01150.058JJF(冀)2102023为0.1V，1A校准点下分辨力为0.001A，50W校准点分辨力为0.1W，60校准点分辨力为0.1，则相应区间半宽及不确定度分量见表A.2，其概率分布为均匀分布，包含因子k=3，则u(Ax2)=ak表A.2分辨力引入的不确定度分量为了避免重复，由钳形相位伏安表引入的不确定度分量u(Ax)选择u(Ax1)和u(Ax2)两值较大者，见表A.4A.3.2由标准器引入的标准不确定度u(An)的评定输入量An的不确定度来源主要是由标准源引起的不确定度，采用B类方法进行评（定。标准源制造厂说明书给出其交流电压最大允许误差MPE=0.02%。测量10

21、0V时MPE=0.02%100）V=0.02V，区间半宽为0.02V，交流电流1A最大允许误差MPE=（0.02%1）A=0.0002A，区间半宽为0.0002A，相位最大允许误差MPE=0.1。区间半宽为0.1，其概率分布为均匀分布，包含因子k=3，标准不确定度u(An)见表A.3u(An)=ak表A.3标准源引入的不确定度分量u(An)12标准不确定度分量u(Xi)不确定度来源U1100V（单位：V）I11A(单位：A)P150W校准点(单位：W)U1I160(单位：)概率分布ciu(Ax1)测量重复性0.051640.0005160.052700.078881正态1u(Ax2)分辨力0.

22、02890.00002890.02890.0289均匀1u(An)标准器0.01150.0001150.01150.058均匀-1校准点合成标准不确定度uc包含因子k扩展不确定度UU1100V0.0529V20.1VI11A0.00053A20.001AP150W0.0529W20.1WU1I1600.09820.2JJF(冀)2102023A.4标准不确定度汇总表A.4标准不确定度汇总表注：测量重复性带来的不确定度较大，所以选择测量重复性引入的不确定度作为被校仪器引入的不确定度分量。A.5合成标准不确定度的评定由A.2.3条可得到uc=u2(Ax)+u2(An)A.6扩展不确定度的评定取k=

23、2,则，U=kuc，各校准点的扩展不确定度见表A.5。表A.5扩展不确定度13送校单位信息送校单位地址联系人联系电话邮编被校仪器信息仪器名称制造厂商型号规格出厂编号标准器信息标准器名称型号规格编号不确定度或准确度等级或最大允许误差证书号有效期至校准信息校准地点校准员核验员校准日期温度湿度%RH校准依据校准结果1、交流电压：(V)被检显示值标准输出值示值误差不确定度2、交流电流：(A)被检显示值标准输出值示值误差不确定度3、交流功率：(W)被检显示值标准输出值示值误差不确定度4、相位：()被检显示值标准输出值示值误差不确定度JJF(冀)2102023附录B钳形数字相位伏安表校准原始记录格式14送校单位信息送校单位地址联系人联系电话邮编被校仪器信息仪器名称制造厂商型号规格出厂编号标准器信息标准器名称型号规格编号不确定度或准确度等级或最大允许误差证书号有效期至校准信息校准地点校准员核验员校准日期温度湿度%RH校准依据校准结果1、交流电压：(V)被检显示值标准输出值示值误差不确定度2、交流电流：(A)被检显示值标准输出值示值误差不确定度3、交流功率：(W)被检显示值标准输出值示值误差不确定度4、相位：()被检显示值标准输出值示值误差不确定度JJF(冀)2102023附录C校准证书内页格式证书编号XXXX-XXXX15JJF(冀)2102023