《光纖直流大電流測(cè)量?jī)x校準(zhǔn)規(guī)范》

JJF

中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范

JJF××××××××

光纖大電流測(cè)量?jī)x校準(zhǔn)規(guī)范

CalibrationSpecificationforFiber-OpticHighCurrentTesters

(征求意見(jiàn)稿)

××××××××發(fā)布××××××××實(shí)施

國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局發(fā)布

JJFXXXX-XXXX

光纖大電流測(cè)量?jī)x校準(zhǔn)規(guī)范

1范圍

本規(guī)范適用于采用柔性光纖敏感環(huán)，額定電流直流5kA300kA或(和)工頻5kA60kA

的光纖大電流測(cè)量?jī)x的校準(zhǔn)。

額定電流大于直流300kA或(和)工頻60kA的光纖大電流測(cè)量?jī)x可參照本規(guī)范通過(guò)線(xiàn)

性擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)。

2引用文件

本規(guī)范引用了下列文件：

GB/T20840.8—2007互感器第8部分：電子式電流互感器

凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于該規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，

其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。

3術(shù)語(yǔ)和計(jì)量單位

以下術(shù)語(yǔ)和定義適用于本規(guī)范。

3.1光纖大電流測(cè)量?jī)xfiber-optichighcurrenttesters

基于法拉第磁光效應(yīng)的以光纖作為傳感及傳輸介質(zhì)的大電流測(cè)量?jī)x器。

3.2線(xiàn)性擴(kuò)展linearextension

以法拉第磁光效應(yīng)等效為原則，在多匝柔性光纖敏感環(huán)條件下校準(zhǔn)光纖大電流測(cè)量?jī)x

的線(xiàn)性度，并在單匝或較少匝數(shù)、較小電流條件下校準(zhǔn)至少一個(gè)參考點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)測(cè)量范圍

的擴(kuò)展。

3.3擴(kuò)展量程extendedrange

光纖大電流測(cè)量?jī)x通過(guò)線(xiàn)性擴(kuò)展能夠?qū)崿F(xiàn)的測(cè)量范圍。量程上限在數(shù)值上等于光纖大

電流測(cè)量?jī)x的額定電流與柔性光纖敏感環(huán)額定匝數(shù)的乘積。

3.4擴(kuò)展電流extendedcurrent

在數(shù)值上等于柔性光纖敏感環(huán)的匝數(shù)與穿過(guò)敏感環(huán)的被測(cè)電流的乘積，反映了作用于

光纖大電流測(cè)量?jī)x的法拉第磁光效應(yīng)的大小。

1

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3.5示值誤差errorofindication

光纖大電流測(cè)量?jī)x的示值與被測(cè)電流的參考值之差，用相對(duì)誤差表示。

3.6擴(kuò)展電流非線(xiàn)性附加誤差nonlinearadditionalerrorforextendedcurrent

光纖大電流測(cè)量?jī)x對(duì)擴(kuò)展電流的響應(yīng)曲線(xiàn)按擴(kuò)展量程上限的示值誤差修正后與參考

直線(xiàn)之間的偏差。參考直線(xiàn)為過(guò)原點(diǎn)斜率為1的直線(xiàn)。該誤差反映了光纖大電流測(cè)量?jī)x對(duì)

法拉第磁光效應(yīng)的線(xiàn)性響應(yīng)程度。

4概述

光纖大電流測(cè)量?jī)x(以下簡(jiǎn)稱(chēng)：測(cè)量?jī)x)是一種基于法拉第磁光效應(yīng)和安培定律，以光

纖作為傳感元件的大電流測(cè)量?jī)x器。工作原理如圖1所示，通常由柔性光纖敏感環(huán)、光電

系統(tǒng)、顯示儀表組成，一般也帶有數(shù)字或模擬輸出接口。柔性光纖敏感環(huán)可以不斷開(kāi)載流

導(dǎo)體直接繞其形成閉合敏感環(huán)路。測(cè)量?jī)x具有量程自擴(kuò)展特性，基于多匝柔性光纖敏感環(huán)

對(duì)法拉第磁光效應(yīng)的倍增作用校準(zhǔn)測(cè)量?jī)x的線(xiàn)性度，并采用少匝數(shù)或單匝敏感環(huán)傳感被測(cè)

電流，可擴(kuò)大測(cè)量范圍，實(shí)現(xiàn)量程擴(kuò)展。

載流導(dǎo)體

光電系統(tǒng)

光學(xué)模塊

柔性光纖

敏感環(huán)

檢測(cè)電路數(shù)字/模擬輸出

顯示儀表

圖1光纖大電流測(cè)量?jī)x原理圖

5計(jì)量性能要求

5.1示值誤差

柔性光纖敏感環(huán)的匝數(shù)為額定匝數(shù)時(shí)，在額定電流的10%100%范圍內(nèi)，最大允許

誤差為：±0.2%、±0.5%或±1%。

需要擴(kuò)展使用時(shí)，在校準(zhǔn)客戶(hù)指定的匝數(shù)下，額定電流點(diǎn)的最大允許誤差為：±0.2%、

±0.5%或±1%。

2

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5.2擴(kuò)展電流非線(xiàn)性附加誤差

在擴(kuò)展量程的10%100%范圍內(nèi)，擴(kuò)展電流非線(xiàn)性附加誤差不超過(guò)：±0.05%、±0.1%

或±0.2%。

注：以上指標(biāo)不用于合格性判別，僅供參考。

6校準(zhǔn)條件

6.1環(huán)境條件

環(huán)境溫度：(22±3)℃；

相對(duì)濕度：≤80%；

校準(zhǔn)環(huán)境無(wú)可覺(jué)察的機(jī)械振動(dòng)。

6.2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其它設(shè)備

6.2.1一般要求

整個(gè)校準(zhǔn)裝置的擴(kuò)展不確定度(k=2)應(yīng)不大于被校測(cè)量?jī)x最大允許誤差的1/3。

6.2.2直流電流比較儀

最大允許誤差不大于被校測(cè)量?jī)x誤差限值的1/10。

6.2.3標(biāo)準(zhǔn)電流互感器

最大允許誤差不大于被校測(cè)量?jī)x誤差限值的1/10。

6.2.4直流電流誤差測(cè)量裝置

直流電流誤差測(cè)量裝置的最大允許誤差不大于被校測(cè)量?jī)x誤差限值的1/10。數(shù)據(jù)采樣

時(shí)間不少于200ms，取采樣值的算術(shù)平均值進(jìn)行誤差計(jì)算。

6.2.5工頻電流誤差測(cè)量裝置

工頻電流誤差測(cè)量裝置的最大允許誤差不大于被校測(cè)量?jī)x誤差限值的1/4。數(shù)據(jù)采樣時(shí)

間不少于10個(gè)周波，誤差計(jì)算方法參照GB/T20840.8—2007附錄E.6.3。

6.2.6大電流發(fā)生裝置

由試驗(yàn)電源和等安匝線(xiàn)圈組成。試驗(yàn)電源應(yīng)有足夠的容量和調(diào)節(jié)細(xì)度，電流安匝數(shù)應(yīng)

能覆蓋額定電流范圍內(nèi)的所有校準(zhǔn)點(diǎn)。直流電源輸出電流的紋波系數(shù)應(yīng)小于1%；交流電

源的頻率為(50±0.5)Hz，波形畸變系數(shù)不大于5%。等安匝線(xiàn)圈應(yīng)有足夠的通流能力，溫

升引起的誤差應(yīng)小于被校測(cè)量?jī)x誤差限值的1/20。線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾引起標(biāo)準(zhǔn)器的誤

差變化不大于被校測(cè)量?jī)x誤差限值的1/20。

3

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7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法

7.1校準(zhǔn)前檢查

7.1.1外觀檢查

a)被校測(cè)量?jī)x外觀應(yīng)完好，沒(méi)有影響校準(zhǔn)工作的缺陷；

b)柔性光纖敏感環(huán)的閉合裝置應(yīng)完好，有明確的閉合標(biāo)識(shí)；

c)被校測(cè)量?jī)x的銘牌應(yīng)包含產(chǎn)品名稱(chēng)、型號(hào)、出廠(chǎng)編號(hào)、制造廠(chǎng)、額定電流、額定

匝數(shù)及最大允許誤差等信息；

d)儀器的輸出接口應(yīng)有明確的標(biāo)識(shí)。

7.1.2極性檢查

在額定電流的10%以下，使用直流或工頻電流誤差測(cè)量裝置進(jìn)行極性檢查。當(dāng)被校

測(cè)量?jī)x與標(biāo)準(zhǔn)器極性相同時(shí)，直流大電流測(cè)量結(jié)果符號(hào)相同，工頻大電流波形同相。

7.2校準(zhǔn)項(xiàng)目

測(cè)量?jī)x的校準(zhǔn)項(xiàng)目應(yīng)按表1進(jìn)行。

表1校準(zhǔn)項(xiàng)目

序號(hào)校準(zhǔn)項(xiàng)目計(jì)量特性條款校準(zhǔn)方法條款

1直流大電流示值誤差5.17.3.1

2工頻大電流示值誤差5.17.3.2

3擴(kuò)展電流非線(xiàn)性附加誤差5.27.3.3

7.3校準(zhǔn)方法

7.3.1直流大電流示值誤差

采用等安匝法校準(zhǔn)。直流電源、等安匝線(xiàn)圈、直流電流比較儀連接形成閉合回路，被

校測(cè)量?jī)x的柔性光纖敏感環(huán)按所需匝數(shù)圍繞等安匝線(xiàn)圈閉合。直流電流比較儀的輸出接至

直流電流誤差測(cè)量裝置的標(biāo)準(zhǔn)輸入通道，被校測(cè)量?jī)x的輸出接至試品輸入通道。

直流大電流示值誤差的校準(zhǔn)在額定電流的10%、20%、50%、80%和100%下進(jìn)行，

也可根據(jù)校準(zhǔn)客戶(hù)需要選取校準(zhǔn)點(diǎn)。計(jì)算方法如式(1)所示。

II

xs100%(1)

Is

式中：

4

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δ——直流大電流示值誤差；

Ix——被校測(cè)量?jī)x的電流示值，kA；

Is——被測(cè)電流參考值，kA。

7.3.1.1數(shù)字輸出示值誤差校準(zhǔn)

被校測(cè)量?jī)x的輸出為數(shù)字量時(shí)，校準(zhǔn)原理如圖2所示。直流電流誤差測(cè)量裝置產(chǎn)生同

步信號(hào)，使其對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直流電流比較儀二次輸出的采樣值與被校測(cè)量?jī)x的數(shù)字輸出同步，并

按照式(1)計(jì)算示值誤差。

直等安匝線(xiàn)圈

流

電

源

測(cè)試電流

P1P2

柔性光纖直流電流

敏感環(huán)比較儀

被校光纖大電流

S1S2

測(cè)量?jī)x

光電系統(tǒng)

同步

試品數(shù)字量輸入標(biāo)準(zhǔn)輸入

直流電流誤差測(cè)量裝置

圖2光纖大電流測(cè)量?jī)x數(shù)字輸出校準(zhǔn)原理圖（直流）

7.3.1.2模擬輸出示值誤差校準(zhǔn)

被校測(cè)量?jī)x的輸出為模擬量時(shí)，校準(zhǔn)原理如圖3所示。誤差測(cè)量裝置同步采集直流電

流比較儀與被校測(cè)量?jī)x的輸出，并按照式(1)計(jì)算示值誤差。

7.3.2工頻大電流示值誤差

交流電源、等安匝線(xiàn)圈、標(biāo)準(zhǔn)電流互感器連接形成閉合回路，被校測(cè)量?jī)x的柔性光纖

敏感環(huán)按所需匝數(shù)圍繞等安匝線(xiàn)圈閉合。標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的輸出接至工頻電流誤差測(cè)量裝

置的標(biāo)準(zhǔn)輸入通道，被校測(cè)量?jī)x的輸出接至試品輸入通道。

校準(zhǔn)點(diǎn)的選取及示值誤差計(jì)算方法同7.3.1。

7.3.2.1數(shù)字輸出示值誤差校準(zhǔn)

被校測(cè)量?jī)x的輸出為數(shù)字量時(shí)，校準(zhǔn)原理如圖4所示。工頻電流誤差測(cè)量裝置產(chǎn)生同

5

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步信號(hào)，使其對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電流互感器二次輸出的采樣值與被校測(cè)量?jī)x的數(shù)字輸出同步，并按照

式(1)計(jì)算示值誤差。

直等安匝線(xiàn)圈

流

電

源

測(cè)試電流

P1P2

柔性光纖直流電流

敏感環(huán)比較儀

被校光纖大電流

S1S2

測(cè)量?jī)x

光電系統(tǒng)

同步

試品模擬量輸入標(biāo)準(zhǔn)輸入

直流電流誤差測(cè)量裝置

圖3光纖大電流測(cè)量?jī)x模擬輸出校準(zhǔn)原理圖（直流）

交等安匝線(xiàn)圈

流

電

源

測(cè)試電流

P1P2

柔性光纖標(biāo)準(zhǔn)電流

敏感環(huán)互感器

被校光纖大電流

S1S2

測(cè)量?jī)x

光電系統(tǒng)

同步

試品數(shù)字量輸入標(biāo)準(zhǔn)輸入

工頻電流誤差測(cè)量裝置

圖4光纖大電流測(cè)量?jī)x數(shù)字輸出校準(zhǔn)原理圖（工頻）

7.3.2.2模擬輸出示值誤差校準(zhǔn)

被校測(cè)量?jī)x的輸出為模擬量時(shí)，校準(zhǔn)原理如圖5所示。誤差測(cè)量裝置同步采集標(biāo)準(zhǔn)電

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流互感器與被校測(cè)量?jī)x的輸出，并按照式(1)計(jì)算示值誤差。

交等安匝線(xiàn)圈

流

電

源

測(cè)試電流

P1P2

柔性光纖標(biāo)準(zhǔn)電流

敏感環(huán)互感器

被校光纖大電流

S1S2

測(cè)量?jī)x

光電系統(tǒng)

同步

試品模擬量輸入標(biāo)準(zhǔn)輸入

工頻電流誤差測(cè)量裝置

圖5光纖大電流測(cè)量?jī)x模擬輸出校準(zhǔn)原理圖（工頻）

7.3.3擴(kuò)展電流非線(xiàn)性附加誤差

擴(kuò)展電流非線(xiàn)性附加誤差在直流電流下校準(zhǔn)，在擴(kuò)展量程上限的10%~100%范圍內(nèi)，

以10%為間隔進(jìn)行，也可根據(jù)校準(zhǔn)客戶(hù)需要選取校準(zhǔn)點(diǎn)。計(jì)算方法如式(2)所示。

IIex10es

e100%(2)

Ies

式中：

δe——擴(kuò)展電流非線(xiàn)性附加誤差；

Iex——被校測(cè)量?jī)x的擴(kuò)展電流示值，kA；

Ies——擴(kuò)展電流參考值，kA；

δ0——擴(kuò)展量程上限對(duì)應(yīng)的示值誤差。

8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)

校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書(shū)(報(bào)告)上反映，校準(zhǔn)證書(shū)(報(bào)告)應(yīng)至少包括以下信息：

a)標(biāo)題：“校準(zhǔn)證書(shū)”；

b)實(shí)驗(yàn)室名稱(chēng)和地址；

c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)(如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同)；

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d)證書(shū)的唯一性標(biāo)識(shí)(如編號(hào))，每頁(yè)及總頁(yè)數(shù)的標(biāo)識(shí)；

e)客戶(hù)的名稱(chēng)和地址；

f)被校對(duì)象的描述和明確標(biāo)識(shí)；

g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期，如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)說(shuō)明被校對(duì)象的接

收日期；

h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)對(duì)被校樣品的抽樣程序進(jìn)行說(shuō)明；

i)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識(shí)，包括名稱(chēng)及代號(hào)；

j)本次校準(zhǔn)所用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說(shuō)明；

k)校準(zhǔn)環(huán)境的描述；

l)校準(zhǔn)結(jié)果及其測(cè)量不確定度的說(shuō)明；

m)對(duì)校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說(shuō)明；

n)校準(zhǔn)證書(shū)或校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識(shí)；

o)校準(zhǔn)結(jié)果僅對(duì)被校對(duì)象有效的聲明；

p)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書(shū)面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證書(shū)的聲明。

9復(fù)校時(shí)間間隔

建議復(fù)校時(shí)間間隔為12個(gè)月。送校單位也可根據(jù)實(shí)際情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。

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附錄A測(cè)量不確定度評(píng)定示例

A.1概述

對(duì)某光纖大電流測(cè)量?jī)x進(jìn)行直流、工頻大電流示值誤差和擴(kuò)展電流非線(xiàn)性附加誤差的

測(cè)量不確定度評(píng)定，測(cè)量?jī)x的技術(shù)參數(shù)為：額定電流直流300kA、工頻50kA，額定匝數(shù)

2匝，最大允許誤差±0.2%。其中，直流和工頻大電流示值誤差的測(cè)量不確定度以額定電

流300kA和50kA為例進(jìn)行評(píng)定；擴(kuò)展電流非線(xiàn)性附加誤差以擴(kuò)展電流480kA為例進(jìn)行

評(píng)定。

A.2直流大電流示值誤差測(cè)量不確定度評(píng)定

A.2.1測(cè)量模型

被校測(cè)量?jī)x的直流大電流示值誤差δ可表示為：

II

xs100%(A.1)

Is

考慮被校測(cè)量?jī)x的分辨力、等安匝線(xiàn)圈溫升、等安匝線(xiàn)圈磁場(chǎng)干擾、直流電流標(biāo)準(zhǔn)器及誤

差測(cè)量裝置引入的不確定性，測(cè)量模型可進(jìn)一步表示為：

IrItImIcIe(A.2)

式中：

——直流大電流示值誤差多次測(cè)量結(jié)果的平均值；

Ir——被校準(zhǔn)測(cè)量?jī)x分辨力的影響；

It——等安匝線(xiàn)圈溫升的影響；

Im——等安匝線(xiàn)圈磁場(chǎng)干擾對(duì)標(biāo)準(zhǔn)器的影響；

Ic——直流電流標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定性；

Ie——直流電流誤差測(cè)量裝置引入的不確定性。

A.2.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

(1)直流大電流示值誤差測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度u1

將被校測(cè)量?jī)x的柔性光纖敏感環(huán)反復(fù)多次繞制于等安匝線(xiàn)圈，匝數(shù)為2匝，并在額定

電流下對(duì)示值誤差進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果如表A.1所示。根據(jù)貝塞爾公式，單次測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)

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偏差為u1=u()=0.023%。

表A.1直流大電流示值誤差重復(fù)測(cè)量結(jié)果

測(cè)量次數(shù)校準(zhǔn)裝置(kA)被校測(cè)量?jī)x(kA)示值誤差(%)

1300.26300.23-0.01

2300.22300.16-0.02

3300.18300.06-0.04

4300.17300.14-0.01

5300.16300.150.00

6300.15300.00-0.05

7300.15300.06-0.03

8300.15300.03-0.04

9300.13299.95-0.06

10300.13299.93-0.07

平均值300.17300.07-0.03

(2)被校測(cè)量?jī)x分辨力引入的不確定度u2

被校測(cè)量?jī)x的分辨力為10A，讀數(shù)誤差在5A范圍內(nèi)服從均勻分布，引入的不確定度

分量為2.9A，換算為相對(duì)不確定度為：u2=u(Ir)=0.001%。

(3)等安匝線(xiàn)圈溫升引入的不確定度u3

校準(zhǔn)過(guò)程中等安匝線(xiàn)圈通流會(huì)產(chǎn)生一定的溫升，這將影響被校測(cè)量?jī)x的比例因子，造

成測(cè)量結(jié)果的不確定性，可通過(guò)監(jiān)測(cè)線(xiàn)圈溫度并適當(dāng)冷卻控制其影響。根據(jù)校準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)

定，線(xiàn)圈溫升引起的誤差應(yīng)小于被校測(cè)量?jī)x誤差限值的1/20，呈均勻分布，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不

確定度分別為：u3=u(It)=0.01%/3=0.006%。

(4)等安匝線(xiàn)圈磁場(chǎng)干擾引入的不確定度u4

根據(jù)校準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定，等安匝線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾引起標(biāo)準(zhǔn)器的誤差變化不大于被校

測(cè)量?jī)x誤差限值的1/20，呈均勻分布，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為：u4=u(Im)=

0.01%/=0.006%。

(5)直流電流標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定度u5

根據(jù)溯源結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)直流電流比較儀的最大允許誤差為0.01%，在區(qū)間內(nèi)服從均勻

分布，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u5=0.01%/=0.006%。

(6)直流電流誤差測(cè)量裝置引入的不確定度u6

10

JJFXXXX-XXXX

根據(jù)溯源結(jié)果，誤差測(cè)量裝置的最大允許誤差為0.01%，在區(qū)間內(nèi)服從均勻分布，

相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u6=u(Is)=0.01%/3=0.006%。

A.2.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

各不確定度分量匯總?cè)绫鞟.2所示?？紤]到示值誤差重復(fù)性與被校測(cè)量?jī)x分辨力引入

的不確定度存在重復(fù)，在合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度時(shí)將二者中較小者舍去。各分量相互獨(dú)立，合

22222

成標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為：uc=uuuuu13456≈0.03%。

表A.2直流大電流示值誤差的不確定度分量

不確定度分量來(lái)源評(píng)定方法分布靈敏系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的值(%)

u1示值誤差測(cè)量重復(fù)性A正態(tài)10.023

u2被校測(cè)量?jī)x的分辨力B均勻10.001

u3等安匝線(xiàn)圈的溫升B均勻10.006

u4等安匝線(xiàn)圈磁場(chǎng)干擾B均勻10.006

u5直流電流標(biāo)準(zhǔn)器B均勻10.006

u6誤差測(cè)量裝置B均勻10.006

A.2.4擴(kuò)展不確定度

取包含因子k=2，直流300.17kA校準(zhǔn)點(diǎn)示值誤差的擴(kuò)展不確定度為：U=kuc=2

0.03%=0.06%。

A.3工頻大電流示值誤差測(cè)量不確定度評(píng)定

A.3.1測(cè)量模型

測(cè)量模型與式(A.2)類(lèi)似，主要考慮被校測(cè)量?jī)x的分辨力、等安匝線(xiàn)圈磁場(chǎng)干擾、工

頻電流標(biāo)準(zhǔn)器及誤差測(cè)量裝置引入的不確定性。由于額定狀態(tài)下等安匝線(xiàn)圈的單匝電流較

小，溫升不明顯，故忽略其影響。測(cè)量模型可表示為：

IrImIcIe(A.3)

式中：

——工頻大電流示值誤差多次測(cè)量結(jié)果的平均值；

Ir——被校光纖大電流準(zhǔn)測(cè)量?jī)x分辨力的影響；

Im——等安匝線(xiàn)圈磁場(chǎng)干擾對(duì)標(biāo)準(zhǔn)器的影響；

Ic——工頻電流標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定性；

11

JJF××××××××

Ie——工頻電流誤差測(cè)量裝置引入的不確定性。

A.3.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

(1)工頻大電流示值誤差測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度u1

將被校測(cè)量?jī)x的柔性光纖敏感環(huán)反復(fù)多次繞制于等安匝線(xiàn)圈，匝數(shù)為2匝，并在額定

電流下對(duì)示值誤差進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果如表A.3所示。根據(jù)貝塞爾公式，單次測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)

偏差為u1=u()=0.022%。

表A.3工頻大電流示值誤差重復(fù)測(cè)量結(jié)果

測(cè)量次數(shù)校準(zhǔn)裝置(kA)被校測(cè)量?jī)x(kA)示值誤差(%)

150.02750.0300.01

250.04550.038-0.01

350.03750.026-0.02

450.03050.010-0.04

550.02850.023-0.01

650.02550.000-0.05

750.16750.151-0.03

850.30850.280-0.06

950.31550.300-0.03

1050.21650.186-0.06

平均值50.12050.104-0.03

(2)被校測(cè)量?jī)x分辨力引入的不確定度u2

被校測(cè)量?jī)x的分辨力為1A，讀數(shù)誤差在0.5A范圍內(nèi)服從均勻分布，引入的不確定度

分量為0.29A，換算為相對(duì)不確定度為：u2=u(Ir)=0.001%。

(3)等安匝線(xiàn)圈磁場(chǎng)干擾引入的不確定度u3

根據(jù)校準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定，等安匝線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾引起標(biāo)準(zhǔn)器的誤差變化不大于被校

測(cè)量?jī)x誤差限值的1/20，呈均勻分布，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為：u3=u(Im)=

0.01%/3=0.006%。

(4)直流電流標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定度u4

根據(jù)溯源結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的最大允許誤差為0.01%，在區(qū)間內(nèi)服從均勻分布，

相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u4=u(Is)=0.01%/=0.006%。

(5)誤差測(cè)量裝置引入的不確定度u5

12

JJFXXXX-XXXX

根據(jù)溯源結(jié)果，交流誤差測(cè)量裝置在該校準(zhǔn)點(diǎn)的最大允許誤差為0.03%，在區(qū)間內(nèi)

服從均勻分布，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u5=u(Is)=0.03%/3=0.018%。

A.3.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

各不確定度分量匯總?cè)绫鞟.4所示?？紤]到示值誤差重復(fù)性與被校測(cè)量?jī)x分辨力引入

的不確定度存在重復(fù)，在合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度時(shí)將二者中較小者舍去。各分量相互獨(dú)立，合

2222

成標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為：uc=uuuu1345≈0.03%。

表A.4工頻大電流示值誤差的不確定度分量

不確定度分量來(lái)源評(píng)定方法分布靈敏系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的值(%)

u1示值誤差測(cè)量重復(fù)性A正態(tài)10.022

u2被校測(cè)量?jī)x的分辨力B均勻10.001

u3等安匝線(xiàn)圈磁場(chǎng)干擾B均勻-10.006

u4工頻直流電流標(biāo)準(zhǔn)器B均勻-10.006

u5誤差測(cè)量裝置B均勻-10.018

A.3.4擴(kuò)展不確定度

取包含因子k=2，工頻50.120kA校準(zhǔn)點(diǎn)示值誤差的擴(kuò)展不確定度為：U=kuc=2

0.03%=0.06%。

A.4擴(kuò)展電流非線(xiàn)性附加誤差測(cè)量不確定度評(píng)定

A.4.1測(cè)量模型

被校測(cè)量?jī)x的擴(kuò)展電流非線(xiàn)性附加誤差δe可表示為：

IIex10es

e100%(A.4)

Ies

考慮被校測(cè)量?jī)x的分辨力、等安匝線(xiàn)圈磁場(chǎng)干擾、直流電流標(biāo)準(zhǔn)器及誤差測(cè)量裝置引入的

不確定性，測(cè)量模型可進(jìn)一步表示為：

eeIerIemIecIee(A.5)

式中：

e——擴(kuò)展電流非線(xiàn)性附加誤差多次測(cè)量結(jié)果的平均值；

Ier——被校準(zhǔn)測(cè)量?jī)x分辨力的影響；

13

JJF××××××××

Iem——等安匝線(xiàn)圈磁場(chǎng)干擾對(duì)標(biāo)準(zhǔn)器的影響；

Iec——直流電流標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定性；

Iee——直流電流誤差測(cè)量裝置引入的不確定性。

A.4.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

(1)擴(kuò)展電流非線(xiàn)性附加誤差測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度u1

將柔性光纖敏感環(huán)圍繞等安匝線(xiàn)圈形成閉合敏感環(huán)路，匝數(shù)為2匝。反復(fù)繞制10次，

每次均在擴(kuò)展量程上限600kA下校準(zhǔn)示值誤差，并將480kA校準(zhǔn)點(diǎn)的示值按此誤差進(jìn)行

修正，計(jì)算修正結(jié)果與參考值之間的誤差，結(jié)果如表A.5所示。根據(jù)貝塞爾公式計(jì)算單次

測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.003%，故10次測(cè)量平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差為：u1=u(e)≈0.001%。

表A.5擴(kuò)展電流非線(xiàn)性附加誤差重復(fù)測(cè)量結(jié)果

測(cè)量次數(shù)校準(zhǔn)裝置(kA)被校測(cè)量?jī)x(kA)示值誤差(%)

1480.40480.38-0.004

2480.37480.35-0.004

3480.35480.32-0.006

4480.34480.30-0.008

5480.34480.33-0.002

6480.33480.32-0.002

7480.33480.330.000

8480.33480.330.000

9480.33480.32-0.002

10480.32480.30-0.004

平均值480.34480.33-0.002

(2)被校測(cè)量?jī)x分辨力引入的不確定度u2

被校測(cè)量?jī)x的分辨力為10A，讀數(shù)誤差在5A范圍內(nèi)服從均勻分布，引入的不確定度

分量為2.9A，換算為相對(duì)不確定度為：u2=u(Ir)=0.0006%。

(3)等安匝線(xiàn)圈磁場(chǎng)干擾引入的不確定度u3

根據(jù)校準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定，等安匝線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾引起標(biāo)準(zhǔn)器的誤差變化不大于被校

測(cè)量?jī)x誤差限值的1/20，呈均勻分布，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為：u3=u(Im)=

0.01%/3=0.006%。

(4)直流電流標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定度u4

根據(jù)溯源結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)直流電流比較儀的最大允許誤差為0.01%，在區(qū)間內(nèi)服從均勻

14

JJFXXXX-XXXX

分布，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u4=u(Is)=0.01%/3=0.006%。

(5)誤差測(cè)量裝置引入的不確定度u5

根據(jù)溯源結(jié)果，誤差測(cè)量裝置的最大允許誤差為0.01%，在區(qū)間內(nèi)服從均勻分布，

相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u5=u(Is)=0.01%/=0.006%。

A.4.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

各不確定度分量匯總?cè)绫鞟.6所示。考慮到擴(kuò)展電流非線(xiàn)性附加誤差測(cè)量重復(fù)性與被

校測(cè)量?jī)x分辨力引入的不確定度存在重復(fù)，在合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度時(shí)將二者中較小者舍去。

2222

各分量相互獨(dú)立，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為：uc=uuuu1345≈0.01%。

表A.6擴(kuò)展電流非線(xiàn)性附加誤差的不確定度分量匯總表

標(biāo)準(zhǔn)不確定度

不確定度分量來(lái)源評(píng)定方法分布靈敏系數(shù)

分量的值(%)

擴(kuò)展電流非線(xiàn)性附加誤差

u1A正態(tài)10.001

測(cè)量重復(fù)性

u2被校測(cè)量?jī)x的分辨力B均勻10.0006

u3等安匝線(xiàn)圈磁場(chǎng)干擾B均勻-10.006

u4直流電流標(biāo)準(zhǔn)器B均勻-10.006

u5誤差測(cè)量裝置B均勻-10.006

A.4.4擴(kuò)展不確定度

取包含因子k=2，擴(kuò)展直流480.34kA校準(zhǔn)點(diǎn)非線(xiàn)性示值誤差的擴(kuò)展不確定度為：U=

kuc=20.01%=0.02%。

15

JJF××××××××

附錄B校準(zhǔn)原始記錄格式

光纖大電流測(cè)量?jī)x校準(zhǔn)原始記錄

證書(shū)編號(hào)：第頁(yè)，共頁(yè)

(一)基本信息

客戶(hù)名稱(chēng)：接收日期：

聯(lián)絡(luò)信息：

器具名稱(chēng)：

制造單位：型號(hào)/規(guī)格：出廠(chǎng)編號(hào)：

額定電流：額定匝數(shù)：最大允許誤差：

(二)校準(zhǔn)依據(jù)及環(huán)境條件

校準(zhǔn)依據(jù)：

溫度：℃校準(zhǔn)地點(diǎn)：

濕度：%RH其它：

(三)校準(zhǔn)所用主要標(biāo)準(zhǔn)

不確定度/準(zhǔn)確度等級(jí)/

名稱(chēng)測(cè)量范圍證書(shū)編號(hào)有效期

最大允許誤差

16

JJFXXXX-XXXX

光纖大電流測(cè)量?jī)x校準(zhǔn)原始記錄

證書(shū)編號(hào)：第頁(yè)，共頁(yè)

(四)校準(zhǔn)結(jié)果

1.直流大電流示值誤差(額定匝數(shù))

電流百分?jǐn)?shù)測(cè)量次數(shù)12345678910

標(biāo)準(zhǔn)值(kA)

測(cè)量值(kA)

10%

示值誤差

平均值：，標(biāo)準(zhǔn)偏差：，擴(kuò)展不確定度，k=2。

標(biāo)準(zhǔn)值(kA)

測(cè)量值(kA)

20%

示值誤差

平均值：，標(biāo)準(zhǔn)偏差：，擴(kuò)展不確定度，k=2。

標(biāo)準(zhǔn)值(kA)

測(cè)量值(kA)

50%

示值誤差

平均值：，標(biāo)準(zhǔn)偏差：，擴(kuò)展不確定度，k=2。

17

JJF××××××××

光纖大電流測(cè)量?jī)x校準(zhǔn)原始記錄

證書(shū)編號(hào)：第頁(yè)，共頁(yè)

電流百分?jǐn)?shù)測(cè)量次數(shù)12345678910

標(biāo)準(zhǔn)值(kA)

測(cè)量值(kA)

80%

示值誤差

平均值：，標(biāo)準(zhǔn)偏差：，擴(kuò)展不確定度，k=2。

標(biāo)準(zhǔn)值(kA)

測(cè)量值(kA)

100%

示值誤差

平均值：，標(biāo)準(zhǔn)偏差：，擴(kuò)展不確定度，k=2。

2.直流大電流示值誤差(擴(kuò)展使用，校準(zhǔn)客戶(hù)指定匝數(shù))

電流百分?jǐn)?shù)測(cè)量次數(shù)12345678910

標(biāo)準(zhǔn)值(kA)

測(cè)量值(kA)

100%

示值誤差

平均值：，標(biāo)準(zhǔn)偏差：，擴(kuò)展不確定度，k=2。

18

JJFXXXX-XXXX

光纖大電流測(cè)量?jī)x校準(zhǔn)原始記錄

證書(shū)編號(hào)：第頁(yè)，共頁(yè)

3.工頻大電流示值誤差(額定匝數(shù))

電流百分?jǐn)?shù)測(cè)量次數(shù)12345678910

標(biāo)準(zhǔn)值(kA)

測(cè)量值(kA)

10%

示值誤差(%)