一种直流大电流的间接测量方法

　　1　引言

　　我们在测量交流电压、交流电流时经常会遇到标准表量程范围不足的情况,一般可以考虑使用互感器等方法间接测量。但是遇到直流测量量程不足时如何来解决这个问题呢?

　　当我们使用标准表FLUKE8508A测量电测装置的直流时,直流20A档位最大输出20A,标准表的直流电流档位最大也为20A,考虑到要留有余量,因此不能直接测量。如何来解决这个问题呢?可以另选用一只二等标准电阻作为辅助,进行间接测量。

　　2　测量过程

　　2·1　概述

　　以被测装置为0·1级的电测仪表检定装置TCM-15B为例进行分析。

　　测量依据:交、直流仪表检验装置检验规程DL/T1112-2009。

　　测量环境条件:实验室温度(20±2)℃,湿度<80%RH。

　　选用标准:FLUKE8505A数字多用表。二等标准电阻0·01欧姆。

　　输出直流电流20A,分别测量10次。

　　用高精度数字多用表作标准,采用比较法来测量0·1级电测仪表检定装置TCM-15B的误差,并分析测量结果是否符合要求。

　　2·2　测量过程

　　测量框图如图1所示。

　　装置电流输出端接电阻的电流端,标准表接电阻的电压端,即可以将电流测量转换为电压测量。装置输出设为直流20A挡,输出100%,分别读取标准表值和装置读数值,测量重复性记录如表1。

　　2·3　测量结果分

　　2·3·1　建立数学模型

　　式中:Ix—被测装置输出直流电流的示值,A;

　　Un—标准数字表的示值,V;

　　Rn—标准电阻的阻值,Ω。

　　2·3·2　用此种方法,是否能满足要求,通过不确定度分析来进行验证。

　　u(Ix)的不确定度的来源是电流的测量不重复引起,采用A类不确定度评定。根据表1可得u(Ix)不确定度为:u(Ix)=0·000242

　　自由度为v=10-1=9

　　2·3·3　u(Un)的不确定度评定

　　u(Un)的不确定度采用B类不确定度评定。

　　FLUKE8508A的直流电压200mV量程的准确度为(0·7读数+0·5量程)ppm包含因子k=2

　　则u(Un)=U(Un)/k=1·2×10-6

　　2·3·4　u(R)的不确定度评定采用B类方法

　　二等标准电阻经上级传递合格,证书给出相对扩展不确定度Urel=10×10-6,k=3,则相对标准不确定度urel(R)=10×10-6/3=3·33×10-6

　　2·3·5　合成标准不确定度的评定

　　C(Ix)=1

　　C(Un)=-1/Rn;

　　C(Rn)=-Un;

　　C(Ix)=1,C(Un)=-100;C(Rn)=-20

　　输入量Ix、Un彼此独立不相关,合成标准不确定度为:

　　2·3·6　扩展不确定度

　　取置信水准p=95%,k=2

　　扩展不确定度U95为

　　U95=k×uc=2×2·51×10-4=5×10-4A