[發(fā)明專利]一種高準(zhǔn)確度電流比較儀及自校驗方法

有效

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• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103823100A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何小兵;王維;張欣;戴冬雪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計量科學(xué)研究院
• 主分類號: G01R19/10
• 分類號: G01R19/10;G01R35/00
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務(wù)所 11218
• 代理人: 郭韞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于交流電流比率精密測量領(lǐng)域，具體涉及一種高準(zhǔn)確度電流比較儀及自校驗方法。

背景技術(shù)

交流電流比率技術(shù)在現(xiàn)代交流電測量中起著非常重要的作用，尤其是對測量準(zhǔn)確度有較高的要求時，通常都是用比率技術(shù)來實現(xiàn)的。并且交流電流比率技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用，在節(jié)能技術(shù)日益被關(guān)注的今天，交流電流比率技術(shù)的重要性日益提高。

在各種物理量的單位體系建立起來之后，任何物理量的測量過程，概括起來實際上就是去求出被測的物理量X等于它的單位A的幾倍，也就是確定被測量與作為單位的標(biāo)準(zhǔn)量之間的比率值K的過程。而多數(shù)的情況下，這個比率值K通常都是直接或間接地由比率量具來提供的。在交流電測技術(shù)中，最常見的電流比率器是由阻抗元件構(gòu)成的分流器，它們通常用來作為各種電橋和儀器的比例臂，以及用來改變儀表的測量范圍。但是在設(shè)計由這類元件所組成的儀器時，除了要考慮元件本身的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性外，還必須考慮到構(gòu)成分壓器的元件對外殼以及各元件相互之間難免存在的某些寄生電容和絕緣泄漏對高阻抗元件的影響，同時各元件之間連線和轉(zhuǎn)換開關(guān)所具有的殘余電感和接觸電阻都串聯(lián)在工作電路中，也造成分流比的誤差，這在低阻抗元件構(gòu)成的儀器中往往引起較大的附加誤差，這已是眾所周知的事實。上述寄生參數(shù)的影響往往成為限制交流儀器準(zhǔn)確度進(jìn)一步提高的主要因素。過去那些以阻抗元件為基礎(chǔ)所構(gòu)成的交流比率測量電路，很難得到10^-5量級的測量準(zhǔn)確度。直到50年代末，發(fā)展了原理上與變壓器相似的感應(yīng)式電流比率器，其中最有代表性的是電流比較儀，才使交流比率測量準(zhǔn)確度至少提高兩個數(shù)量級，從而推動了近代交流比率測量技術(shù)的發(fā)展。

交流電流比率的主要體現(xiàn)是電流比較儀、電流互感器等比率設(shè)備。電流互感器是發(fā)電廠、變電所、工廠等供電、輸電、用電單位中廣泛使用的電流比率設(shè)備，用來變換輸電線路上的電流，將輸電線路上大小不同的電流變換成一定范圍內(nèi)的電流，以便于進(jìn)行測量；而電流比較儀，可以用來檢定或校準(zhǔn)高準(zhǔn)確度的電流互感器，在電力部門、計量部門等科研單位的交流精密測量中被大量地使用著。這些比率設(shè)備準(zhǔn)確與否，對于實驗結(jié)果的準(zhǔn)確程度、貿(mào)易結(jié)算的正確與否是至關(guān)重要的。因此，有必要對這些設(shè)備進(jìn)行周期性的檢測，以保證這些交流比率設(shè)備的準(zhǔn)確可靠。交流電流比率項目在1987年就被列入我國強制檢定計量器具目錄內(nèi)，在2005年又被列入我國依法管理計量器具目錄內(nèi)，這充分說明了該項目的重要性

目前國內(nèi)通常采用的電流比較儀自校準(zhǔn)方法依據(jù)的是加拿大國家研究院(NRC)的Kusters和Moore等科學(xué)家于上世紀(jì)50年代發(fā)表的相關(guān)文章。其過程非常復(fù)雜，在校準(zhǔn)過程中由于參與校準(zhǔn)的輔助設(shè)備較多，換線接線頻繁，不但在校準(zhǔn)過程中操作繁瑣、耗時長，而且在校準(zhǔn)過程中由于操作不當(dāng)極易造成誤讀數(shù)，致使校準(zhǔn)結(jié)果的重復(fù)性和穩(wěn)定性都不甚理想。所以，采用這種校準(zhǔn)方法要想取得較好的校準(zhǔn)結(jié)果，必須通過多次、反復(fù)校準(zhǔn)，剔除粗大誤差，取幾次較為接近的讀數(shù)的平均值進(jìn)行計算后，方可得到校準(zhǔn)結(jié)果。由此可見，采用這種校準(zhǔn)方法，雖然原理正確，但不易行，更不能推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種高準(zhǔn)確度電流比較儀及自校驗方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種高準(zhǔn)確度電流比較儀，包括鐵心和繞制在該鐵心上的一次繞組W₁₁、一次補償接地繞組W₁₂、二次繞組W₂₁、二次補償繞組W₂₂和檢測繞組W_D；

所述一次繞組有三組輸入端，分別為L_a1-L_b、L_a2-L_b、L_a3-L_b，這三組輸入端所連接的一次繞組的匝數(shù)以十倍遞增，即L_a1-L_b、L_a2-L_b、L_a3-L_b依次十倍遞增；

所述二次繞組分成M段子繞組，每一段子繞組設(shè)置有兩個抽頭，各段子繞組的匝數(shù)均與一次繞組L_a3-L_b的匝數(shù)相同；

所述二次繞組的各段子繞組通過抽頭串聯(lián)連接，相鄰兩段子繞組串接的兩個抽頭形成一個端，二次繞組的所有端從第一段開始順序編號，編號從0開始直到M；