專利名稱：一種直流大電流比較儀的電流比例的串并聯(lián)自校準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計(jì)量領(lǐng)域，具體涉及一種直流大電流比較儀的電流比例的串并聯(lián)自校準(zhǔn)方法，用于對(duì)測(cè)量直流大電 流的直流電流比較儀的比例進(jìn)行校準(zhǔn)。
背景技術(shù)：
直流電流比較儀(簡(jiǎn)稱DCC)是一種基于磁調(diào)制技術(shù)的直流電流比例儀器，它通過檢測(cè)鐵芯的磁勢(shì)平衡，使得一、二次的電流比等于一、二次的匝數(shù)的反比，實(shí)現(xiàn)了電流的高準(zhǔn)確度變換。測(cè)量直流大電流的大電流DCC的一次偏心母線和返回導(dǎo)體的大電流，將給DCC帶來強(qiáng)烈的漏磁場(chǎng)和雜散磁場(chǎng)，這些統(tǒng)稱為干擾磁場(chǎng)。采用磁屏蔽雖然可以抑制這些磁場(chǎng)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(qǐng)參考邵海明等的The Effect of Interfering Flux on Direct Current Comparator. CPEM 2010，Dajeon，Korea :539-540),較強(qiáng)的干擾磁場(chǎng)將給比較儀的比例帶來顯著誤差，即導(dǎo)致DCC在大電流下比例與低電流下比例的不同，這給準(zhǔn)確評(píng)定DCC的比例準(zhǔn)確度帶來了很大的困難。大電流DCC —、二次比例K 一般較大(1000甚至10000以上)，現(xiàn)有的自校準(zhǔn)方法主要有等安匝法、參考繞組法、加法和乘法校準(zhǔn)等。等安匝法校準(zhǔn)時(shí)，一次繞組的繞制位置具有隨機(jī)性，母線產(chǎn)生的漏磁隨機(jī)變化，干擾磁場(chǎng)引起的誤差具有不確定性，這就決定了校準(zhǔn)的不確定度不容易進(jìn)一步減小；參考繞組法和加法校準(zhǔn)需要DCC引出很多比例端子，測(cè)量步驟多，不適用于大比例情況；乘法校準(zhǔn)比例擴(kuò)展快，但作為標(biāo)準(zhǔn)的DCC只能在低電流下校準(zhǔn)、高電流下使用。這些校準(zhǔn)方法存在的共同問題是不能在額定磁勢(shì)和實(shí)際漏磁勢(shì)的實(shí)際工作條件下準(zhǔn)確校準(zhǔn)DCC的電流比。因此，在額定磁勢(shì)(或電流)下、校準(zhǔn)狀態(tài)與實(shí)際使用狀態(tài)一致的大電流DCC自校準(zhǔn)方法的缺失，成為了制約直流大電流測(cè)量水平進(jìn)一步提高的瓶頸。

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，提供一種直流大電流比較儀的電流比例的串并聯(lián)自校準(zhǔn)方法，能夠在實(shí)際工作狀態(tài)(工作磁勢(shì)漏磁勢(shì))下實(shí)現(xiàn)電流比例量程高準(zhǔn)確度的快速擴(kuò)展，避免直流大電流DCC母線偏心和鄰近電流導(dǎo)體引起的強(qiáng)干擾磁場(chǎng)引入的測(cè)量不確定度，克服等安匝法、參考繞組法的校準(zhǔn)狀態(tài)和使用不一致缺陷。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種直流大電流比較儀的電流比例的串并聯(lián)自校準(zhǔn)方法，設(shè)直流大電流比較儀的標(biāo)稱電流比例為K = n 1，其一次繞組包括η個(gè)能夠串聯(lián)或并聯(lián)連接的同標(biāo)稱值母線繞組，每個(gè)母線繞組與二次繞組的標(biāo)稱匝數(shù)比N均為I : η，所述η個(gè)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(lián)連接，使得該直流大電流比較儀的電流比例變成I : 1，然后對(duì)其進(jìn)行I : I自校準(zhǔn)。I : I自校準(zhǔn)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(lián)，并且使各個(gè)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(biāo)稱比例N變成I : n，其電流比例K變成η 1，將其作為標(biāo)準(zhǔn)比較儀對(duì)更大比例的直流大電流比較儀進(jìn)行校準(zhǔn)。所述I : I自校準(zhǔn)是這樣實(shí)現(xiàn)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(fù)極連接，微安表的正極與電流源的負(fù)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(fù)極連接，通過微安表測(cè)得一次電流和二次電流的偏差Λ I_然后通過下式得到一次繞組和二次繞組在比例為I : I時(shí)電流比例的相對(duì)偏差εχι，完
成自校準(zhǔn)
權(quán)利要求
1.ー種直流大電流比較儀的電流比例的串并聯(lián)自校準(zhǔn)方法，其特征在于設(shè)直流大電流比較儀的標(biāo)稱電流比例為K = η 1，其一次繞組包括η個(gè)能夠串聯(lián)或并聯(lián)連接的同標(biāo)稱值母線繞組，每個(gè)母線繞組與二次繞組的標(biāo)稱匝數(shù)比N均為I : η，所述η個(gè)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(lián)連接，使得該直流大電流比較儀的電流比例變成I : I，然后對(duì)其進(jìn)行I : I自校準(zhǔn)；I I自校準(zhǔn)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(lián)，并且使各個(gè)母線繞組均勻分流，這樣該直流大電流比較儀的一次繞組和二次繞組的標(biāo)稱比例N變成I : η，其電流比例K變成η 1，將其作為標(biāo)準(zhǔn)比較儀對(duì)更大比例的直流大電流比較儀進(jìn)行校準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直流大電流比較儀的電流比例的串并聯(lián)自校準(zhǔn)方法，其特征在干所述I : I自校準(zhǔn)是這樣實(shí)現(xiàn)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(fù)極連接，微安表的正極與電流源的負(fù)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(fù)極連接，通過微安表測(cè)得一次電流和二次電流的偏差ΛΙ’然后通過下式得到一次繞組和二次繞組在比例為I : I時(shí)電流比例相對(duì)偏差εχι，完成自校準(zhǔn)
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流大電流比較儀的電流比例的串并聯(lián)自校準(zhǔn)方法，其特征在于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(lián)是這樣實(shí)現(xiàn)的保持各個(gè)母線繞組的機(jī)械結(jié)構(gòu)以及其相對(duì)于直流大電流比較儀的空間位置不變，將各個(gè)母線的首端連接到一起，將各個(gè)母線的尾端連接到一起，這樣就將串聯(lián)比例轉(zhuǎn)換成為并聯(lián)比例。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流大電流比較儀的電流比例的串并聯(lián)自校準(zhǔn)方法，其特征在于所述將其作為標(biāo)準(zhǔn)比較儀對(duì)更大比例的直流大電流比較儀進(jìn)行校準(zhǔn)是這樣實(shí)現(xiàn)的 (1)將經(jīng)過I: I自校準(zhǔn)以及一次繞組的全部母線繞組并聯(lián)后電流比例K變成η I的所述直流大電流比較儀作為標(biāo)準(zhǔn)比較儀；設(shè)自然數(shù)m為2 ； (2)測(cè)量所述標(biāo)準(zhǔn)比較儀的一次繞組的各個(gè)母線繞組通過的電流ii;計(jì)算得到Ii相對(duì)于各母線繞組電流的平均值]^的最大電流偏差(Ir O χ/ ； (3)將被測(cè)比較儀的一次繞組設(shè)計(jì)為η個(gè)與二次繞組構(gòu)成N=I nm的同標(biāo)稱值母線繞組，所述η個(gè)母線繞組在鐵芯的圓周上均勻分布；將所有母線繞組同向串聯(lián)后，成為K =η1"1 I的被測(cè)比較儀； (4)將所述標(biāo)準(zhǔn)比較儀的一次繞組和所述被校比較儀的一次繞組同向或反向串聯(lián)連接，接入電流源；將標(biāo)準(zhǔn)比較儀的二次電流和被校比較儀的二次電流反向通過微安表，由微安表測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)比較儀和被校比較儀的二次電流之差Λ I，通過下式得到被校比較儀的比例偏差，完成對(duì)被校比較儀的校準(zhǔn)
全文摘要
本發(fā)明提供了一種直流大電流比較儀的電流比例的串并聯(lián)自校準(zhǔn)方法，屬于計(jì)量領(lǐng)域。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(lián)連接，使得該直流大電流比較儀的比例變成1∶1，然后對(duì)其進(jìn)行1∶1自校準(zhǔn)，1∶1自校準(zhǔn)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(lián)，并且使各個(gè)母線繞組均勻分流，這樣該直流大電流比較儀的比例變成n∶1，將其作為標(biāo)準(zhǔn)比較儀對(duì)更大比例的直流大電流比較儀進(jìn)行校準(zhǔn)。利用本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)了在額定磁勢(shì)(或按匝數(shù))和實(shí)際漏磁勢(shì)下直流電流比例標(biāo)準(zhǔn)的自校準(zhǔn)，并實(shí)現(xiàn)了在實(shí)際工作狀態(tài)下的電流比例量程高準(zhǔn)確度的快速擴(kuò)展。
文檔編號(hào)G01R35/00GK102736050SQ20121019926
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月14日
發(fā)明者林飛鵬, 梁波, 滑曉欣, 賈凱, 邵海明 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院