5000A 电流互感器标准装置不确定度

吴安 李云

江西省计量测试研究院 江西南昌 330000

1 概述

1.1 测量依据：JJG313-2010《测量用电流互感器》

1.2 环境条件：温度：21.0℃，相对湿度：60%

1.3 测量标准：双级电流互感器

测量范围：（5-5000）A/5A

1.4 被测对象：电流互感器0.01S 级

1.5 测量方法：标准器与被检电流互感器在额定电流比相同的情况，按照JJG313-2010《测量用电流互感器》中图3 双级电流互感器检定电流互感器线路图接线，测量电流互感器在额定频率、额定功率因数及二次负荷为额定二次负荷20%-100%之间的比值差和相位差。

2 数学模型

式中： fx--- 被检电流互感器的比值误差；

fp--电流上升和下降时比值误差读书的算术平均值，一般测量用的电流互感器为电流上升时所测得比值误差的读数；

δx-- 被检电流互感器的相位误差。

δp--电流上升和下降时相位误差读书的算术平均值，一般测量用的电流互感器为电流上升时所测得相位误差的读数；

3 方差与传播系数

数学模型 fx＝ fp

灵敏度系数为：

灵敏度系数为：

4 不确定度评定

4.1 电流互感器标准不确定度的评定

标准不确定度分量一览表

标准不确定度分量ui（f） 不确定度来源 标准不确定度值U（xi）u2（fp） 测量重复性 0.000078%u2（fp） 双级电流互感器比值误差 5.77×10-6

4.1.1 输入量 fp的标准不确定度的评定u1 ( fp)

输入量 fp的标准不确定度u1( fp)主要是测试仪的测量不重复。可以通过连续测量得到一组测量列，采用A 类方法进行评定。对一台0.01S 级电流互感器的100A/5A（额定电流百分比为100%）比值误差连续测量10 次得到：

次 数 1 2 3 4 5比值误差% -0.0011 -0.00115 -0.0011 -0.0013 -0.0012次 数 6 7 8 9 10比值误差% -0.0013 -0.00125 -0.0012 -0.00125 -0.0013

4.1.2 输入量 fp的标准不确定度的评定u2 ( fp)

输入量 fp的标准不确定度主要由双级电流互感器比值误差引入双级电流互感器比值误差最大允许误差（额定电流百分比为100%）：±0.001%。

则：

4.1.3 合成标准不确定度的评定

4.1.4 扩展不确定度

取置信因子k=2

扩展不确定度U ＝kuc（y）＝2×5.8×10-6=1.2×10-5

相对扩展不确定度

4.2 相位误差不确定度的评定

电流互感器标准不确定度分量一览表

标准不确定度分量u（ δp ） 不确定度来源 标准不确定度值U（ δp ）u1（ δp ） 测量重复性 0.0010′u2（ δp ） 双级电流互感器相位误差 0.019′

4.2.1 输入量 δp 的标准不确定度的评定u1（ δp ）

输入量 δp的标准不确定度u1（ δp）主要是测试仪的测量不重复。可以通过连续测量得到一组测量列，采用A 类方法进行评定。对一台0.01S 级电流互感器的100A/5A（额定电流百分比为100%）相位误差连续测量10 次得到：

次 数 1 2 3 4 5相位误差′ -0.0125 -0.012 -0.013 -0.0135 -0.015次 数 6 7 8 9 10相位误差′ -0.014 -0.0145 -0.014 -0.015 -0.014

4.2.2 输入量 δp 的标准不确定度的评定u2（ δp ）

输入量 δp的标准不确定度主要由双级电流互感器相位误差引入，双级电流互感器相位误差最大允许误差（额定电流百分比为100%）：±10×10-6rad

4.2.3 合成标准不确定度的评定

表3 电流互感器的CMC

4.2.4 扩展不确定度

取k=2，

扩展不确定度I ＝kuc（y）＝2×0.02′=0.04′

4.2.5 扩展不确定度

4.3 0.01S 级电流互感器的10 次测量结果

表1 比值误差 / %

5 扩展不确定度报告与表示

比值误差：Urel=0.0012%k=2

相位误差：U =0.04′k=2

表2 相位误差 / ′

6 校准和测量能力（CMC）

电流互感器的CMC 见表3：