[發明專利]一種直流大電流比較儀的電流比例的串并聯自校準方法

無效

• 申請號: 201210199262.6
• 申請日: 2012-06-14
• 公開（公告）號: CN102736050A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 邵海明;林飛鵬;滑曉欣;梁波;賈凱
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 郭韞

技術領域

本發明屬于計量領域，具體涉及一種直流大電流比較儀的電流比例的串并聯自校準方法，用于對測量直流大電流的直流電流比較儀的比例進行校準。

背景技術

直流電流比較儀(簡稱DCC)是一種基于磁調制技術的直流電流比例儀器，它通過檢測鐵芯的磁勢平衡，使得一、二次的電流比等于一、二次的匝數的反比，實現了電流的高準確度變換。測量直流大電流的大電流DCC的一次偏心母線和返回導體的大電流，將給DCC帶來強烈的漏磁場和雜散磁場，這些統稱為干擾磁場。采用磁屏蔽雖然可以抑制這些磁場的干擾，但由于磁屏蔽中氣隙的存在，比較儀的磁屏蔽效能很有限(請參考邵海明等的The?Effect?of?Interfering?Flux?on?Direct?Current?Comparator.CPEM?2010，Dajeon，Korea：539-540)，較強的干擾磁場將給比較儀的比例帶來顯著誤差，即導致DCC在大電流下比例與低電流下比例的不同，這給準確評定DCC的比例準確度帶來了很大的困難。

大電流DCC一、二次比例K一般較大(1000甚至10000以上)，現有的自校準方法主要有：等安匝法、參考繞組法、加法和乘法校準等。等安匝法校準時，一次繞組的繞制位置具有隨機性，母線產生的漏磁隨機變化，干擾磁場引起的誤差具有不確定性，這就決定了校準的不確定度不容易進一步減小；參考繞組法和加法校準需要DCC引出很多比例端子，測量步驟多，不適用于大比例情況；乘法校準比例擴展快，但作為標準的DCC只能在低電流下校準、高電流下使用。

這些校準方法存在的共同問題是：不能在額定磁勢和實際漏磁勢的實際工作條件下準確校準DCC的電流比。

因此，在額定磁勢(或電流)下、校準狀態與實際使用狀態一致的大電流DCC自校準方法的缺失，成為了制約直流大電流測量水平進一步提高的瓶頸。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術中存在的難題，提供一種直流大電流比較儀的電流比例的串并聯自校準方法，能夠在實際工作狀態(工作磁勢漏磁勢)下實現電流比例量程高準確度的快速擴展，避免直流大電流DCC母線偏心和鄰近電流導體引起的強干擾磁場引入的測量不確定度，克服等安匝法、參考繞組法的校準狀態和使用不一致缺陷。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種直流大電流比較儀的電流比例的串并聯自校準方法，設直流大電流比較儀的標稱電流比例為K＝n∶1，其一次繞組包括n個能夠串聯或并聯連接的同標稱值母線繞組，每個母線繞組與二次繞組的標稱匝數比N均為1∶n，所述n個母線繞組在鐵芯的圓周上均勻分布；

所述方法首先將該直流大電流比較儀的一次繞組的全部母線繞組同向串聯連接，使得該直流大電流比較儀的電流比例變成1∶1，然后對其進行1∶1自校準。1∶1自校準完成后將該直流大電流比較儀一次繞組的全部母線繞組并聯，并且使各個母線繞組均勻分流，這樣該直流大電流比較儀的的一次繞組和二次繞組的標稱比例N變成1∶n，其電流比例K變成n∶1，將其作為標準比較儀對更大比例的直流大電流比較儀進行校準。

所述1∶1自校準是這樣實現的：將一次繞組的一端與電流源的正極連接，另一端與微安表的負極連接，微安表的正極與電流源的負極連接，將二次繞組的一端與微安表的正極連接，另一端與微安表的負極連接，通過微安表測得一次電流和二次電流的偏差ΔI_串，然后通過下式得到一次繞組和二次繞組在比例為1∶1時電流比例的相對偏差ε_X1，完成自校準：

式中，ε_串/s表示直流大電流比較儀串聯時一次繞組和二次繞組等效匝數比1∶1的相對偏差，I_串為一次電流。

所述將該直流大電流比較儀的一次繞組的全部母線繞組并聯是這樣實現的：保持各個母線繞組的機械結構以及其相對于直流大電流比較儀的空間位置不變，將各個母線的首端連接到一起，將各個母線的尾端連接到一起，這樣就將串聯比例轉換成為并聯比例。

所述將其作為標準比較儀對更大比例的直流大電流比較儀進行校準是這樣實現的：

(1)將經過1∶1自校準以及一次繞組的全部母線繞組并聯后電流比例K變成n∶1的所述直流大電流比較儀作為標準比較儀；設自然數m＝2；

(2)測量所述標準比較儀的一次繞組的各個母線繞組通過的電流I_i，計算得到I_i相對于各母線繞組電流的平均值的最大電流偏差