JJF(皖) 117-2022 電測量變送器校驗儀校準規(guī)范

(皖)安徽省地方計量技術規(guī)范）117—2022CalibrationSpecificationofCalibratorsforElectricMeasuringTransducters2022—01—04發(fā)布 2022—02—15實施安徽省市場監(jiān)督管理局發(fā)布JJF（皖）117—2022JJF（皖）117—2022JJF(皖JJF(皖)117－2022CalibrationSpecificationofCalibratorsforElectricMeasuringTransducters歸 口單位安徽市場監(jiān)局本規(guī)范委托安徽省電磁計量技術委員會負責解釋本規(guī)范主要起草人：（）（）（）劉菲（）參加起草人：許杰（）（）王海（）JJF（皖）117—2022JJF（皖）117—2022PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII目 錄引 言 (II)1 范圍 (1)2 引用文件 (1)3 術語 (1)4 概述 (2)計量特性 (2)準確度等級 (2)短期穩(wěn)定度 (2)5.3失真度 (2)直流紋波 (2)絕緣電阻 (2)工頻耐壓試驗 (3)校準條件 (3)環(huán)境條件 (3)供電電源條件 (3)校準設備及輔助設備 (3)校準項目和校準方法 (4)校準項目 (4)校準方法 (4)外觀及通電檢查 (4)校準點的選取 (4)交流電壓示值誤差 (5)交流電流示值誤差 (6)交流功率示值誤差 (6)相位示值誤差 (7)功率因數(shù)示值誤差 (7)頻率示值誤差 (8)直流電壓示值誤差 (8)直流電流示值誤差 (8)直流電壓測量示值誤差 (9)直流電流測量示值誤差 (10)輸出穩(wěn)定度 (10)7.2.14失真度 (10)7.2.15直流紋波 (11)絕緣電阻試驗 (12)工頻耐壓試驗 (12)校準結果表達 (12)復校時間間隔 (13)附錄A 測量不確定度評定示例 (14)附錄B 電測量變送器校驗儀校準記錄格式 (17)引 言本規(guī)范依據(jù)JJF1001-2011《通用計量術語及定義》、JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》、JJF1071-2010《國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》編制而成。本規(guī)范為首次發(fā)布。JJF（皖）117—2022JJF（皖）117—2022PAGEPAGE21電測量變送器校驗儀校準規(guī)范范圍本規(guī)范適用于直流0.01級及以下和交流0.02級及以下，具有輸出交直流電壓、交直流電流、有功功率、頻率、相位、功率因數(shù)，輸入直流電壓和直流電流功能的電測量變送器校驗儀（以下簡稱為“校驗儀”）的校準，具有以上功能或部分功能的交直流儀表檢定裝置或多功能標準功率源的校準也可參照本規(guī)范。本規(guī)范中交流電壓校準范圍：10mV～1000V(45Hz～65Hz),交流電流校準范圍：10mA～100A(45Hz～65Hz),有功功率校準范圍：電壓（30V～380V）、電流（10mA～100A）、功率因數(shù)（-1～1），頻率校準范圍：45Hz～65Hz，相位（或功率因數(shù)）校準范圍（0°～360°）（-1～1），直流電壓輸出校準范圍：10mV～1000V，直流電流輸出校準范圍：10μA～30A，直流電壓測量校準范圍：0～15V，直流電流測量校準范圍：0～24mA。引用文件本規(guī)范引用了下列文件：JJF1284交直流儀表校驗儀校準規(guī)范JJF1638多功能標準源校準規(guī)范GB/T13978數(shù)字多用表JJG(軍工)6交流標準功率源檢定規(guī)程GB/T15637數(shù)字多用表校準儀通用技術要求GB4793.1測量、控制和實驗室用電氣設備的安全要求第1部分：通用要求GB6587.8電子測量儀器電源頻率與電壓試驗最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。術語電測量變送器校驗儀CalibratorsforElectricMeasuringTransducters電測量變送器校驗儀是一種可按規(guī)定的準確度分別輸出交流電壓、交流電流、有功功率、頻率、相位（或功率因數(shù)）、直流電壓、直流電流，并可測量直流電壓、直流電流等概述電測量變送器校驗儀主要由信號發(fā)生單元、放大單元、電源及保護單元、AC/DC單元、A/D單元、測量單元及顯示單元等組成。主要用于企事業(yè)單位、供電、發(fā)電等企業(yè)的電測量變送器、電測儀表的校驗。計量特性準確度等級校驗儀的準確度等級及最大允許誤差見表1所示。功能最大允許誤差0.02級0.05級0.1級0.2級輸出交流電壓、電流±0.02%±0.05%±0.1%±0.2%有功功率±0.025%±0.05%±0.1%±0.2%無功功率±0.05%±0.1%±0.2%±0.5%相位/（?）±0.05±0.1±0.2±0.5功率因數(shù)±0.05%±0.1%±0.2%±0.5%頻率/Hz±0.005±0.01±0.02±0.05直流電壓、電流±0.025%±0.05%±0.1%±0.2%測量直流電壓、直流電流±0.01%±0.01%±0.02%±0.05%注：除相位、頻率外其他功能的最大允許誤差指引用誤差，用百分數(shù)表示。短期穩(wěn)定度在規(guī)定時間間隔（1min）內，其最大變化量的相對誤差不超過量程最大允許誤差的1/5。失真度交流電壓和交流電流的失真度一般不超過0.5%。直流紋波直流電壓和直流電流的紋波系數(shù)一般不超過1%。絕緣電阻輸出端子對機殼之間施加1kV直流電壓，絕緣電阻不低于50MΩ（加以說明，可按說明書要求的施加電壓進行試驗）。電源輸入端與機殼之間施加500V直流電壓，絕緣電阻不低于20MΩ。工頻耐壓試驗輸出端子對機殼之間施加50Hz、2.5kV正弦波電壓，歷時1min擊穿（特殊要求的產品應加以說明，可按說明書要求的施加電壓進行試驗）。電源輸入端與機殼之間施加50Hz、1kV正弦波電壓，歷時1min擊穿。注：以上所有指標不是用于合格性判斷，僅供參考。校準條件環(huán)境條件6.1.1（20±2）C6.1.2相對濕度：≤75%6.1.3周圍無影響測試儀正常工作的強電磁場和機械振動。供電電源條件6.2.1電源電壓：（220±22）V6.2.2電源頻率：（50±0.5）Hz校準設備及輔助設備校準時所需的標準器及配套設備見表2表2標準器及配套設備序號儀器設備名稱用途及說明計量特性校準交流電壓、交流電1三相標準功率表流、功率、功率因數(shù)、相位、頻率等交流輸出參數(shù)2數(shù)字多用表校準交直流電壓、直流電流、直流紋波等參數(shù)1、測量范圍應覆蓋校3I/V轉換標準輔助校準直流電流、直流紋波等參數(shù)驗儀各功能的輸出和測量范圍；2、標準設備應滿足測4標準電阻校準電流失真度、直流電流紋波量結果擴展不確定度（k=2）應小于校驗儀允許誤差的1/3；3、分辨力應小于校驗儀允許誤差的1/5。5直流標準源校準直流電壓、直流電流等直流小信號輸入?yún)?shù)6絕緣電阻表絕緣電阻試驗7耐壓測試儀工頻耐壓試驗校準項目和校準方法校準項目3

表3校準項目序號校準項目1外觀及通電檢查2交流電壓示值誤差3交流電流示值誤差4交流功率示值誤差5相位示值誤差6功率因數(shù)示值誤差7頻率示值誤差8直流電壓示值誤差9直流電流示值誤差10直流電壓測量示值誤差11直流電流測量示值誤差12短期穩(wěn)定度13失真度14直流紋波15絕緣電阻16工頻耐壓試驗校準方法外觀及通電檢查外觀檢查內容包括：產品名稱、型號、出廠編號、制造廠名等；校驗儀機殼、端鈕等是否有碰傷或松動現(xiàn)象；轉換開關、調節(jié)機構是否正常；各功能標識等是否齊全正確。通電后校驗儀各種功能應能正常，各開關和按鍵應能正常工作；按照被校準校驗儀使用說明書的要求和規(guī)定進行預熱和預調。7.2.2.1注意事項應參考被校準校驗儀使用說明書中對校準點的建議；基本量程一般為準確度等級最高的量程；可根據(jù)實際情況或送校單位的要求選取校準點。交流電壓、交流電流輸出功能a）基本量程選取3～5個校準點；b）非基本量程選取2～3c）在被校準量程內應覆蓋量程值的10%點和量程值（接近量程值）點。交流功率輸出功能在電壓基本量程的量程值點及功率因數(shù)為1條件下，在電流基本量程內均勻選取包含量程值的10%點和量程值點在內的3～5點條件下，在功率因數(shù)為0.5（感性）和0.5（容性）時各取1個校準點；分別在各自量程值點條件下，在功率因數(shù)為1、0.5（感性）和0.5（容性）分別取1個校準點。相位（功率因數(shù)）輸出功能在電壓和電流的基本量程的量程值點條件下，選取0°、60°、120°、180°、240°、300°等作為相位的校準點；在電壓和電流的基本量程的量程值點條件下，選取1.0、0.5L、0.5C、0.8L、等作為功率因數(shù)的校準點。頻率輸出功能在電壓基本量程的量程值點條件下，在頻率的上限和下限之間，包含50Hz、60Hz、頻率量程上限及下限在內，至少選取5個頻率點進行校準。直流電壓、直流電流輸出和測量功能a）基本量程正極性選取3～5個校準點；b）非基本量程正極性選取2～3各量程負極性可只選取量程值（接近量程值）1個校準點；正極性時，在被校準量程內應覆蓋量程值的10%點和量程值（接近量程值）點。交流電壓示值誤差按圖1連接，采用標準表法，用數(shù)字多用表或三相標準功率表測量校驗儀的輸出交流電壓，其測量結果實測值為Us，校驗儀交流電壓輸出示值為Ux，按式（1）計算誤差。圖1標準表法示意圖式中：

UxUs100%Um

(1)——校驗儀電壓輸出的引用誤差，用百分數(shù)表示；Ux——校驗儀的電壓輸出示值，V；Us——數(shù)字多用表或三相標準功率表的實測值,V；Um——校準點所在的量程值,V。交流電流示值誤差按圖1連接，采用標準表法，用數(shù)字多用表或三相標準功率表測量被檢校驗儀的輸出交流電流，其測量結果實測值為Is，被檢校驗儀交流電流輸出示值為Ix,按式（2）計算誤差。式中：

IxIs100%Im

(2)——校驗儀電流輸出的引用誤差，用百分數(shù)表示；Ix——校驗儀的電流輸出示值，A；Is——數(shù)字多用表或三相標準功率表的實測值,A；Im——校準點所在的量程值,A。交流功率示值誤差按圖2連接，采用標準表法，用三相標準功率表測量校驗儀的輸出交流功率，其測量結果實測值為Ps，校驗儀交流功率輸出示值為Px,按公式（3）計算誤差。式中：

圖2校準交流功率示意圖PxPs100%Pm

(3)——校驗儀功率輸出的引用誤差，用百分數(shù)表示；Px——校驗儀的功率輸出示值，W；Ps——三相標準功率表的實測值,W；Pm——校準點所在的量程值,W。相位示值誤差按圖2連接，采用標準表法，用三相標準功率表測量校驗儀的輸出相位，其測量結果實測值為φx，校驗儀相位輸出示值為φs,按公式（4）計算誤差。式中：

xs

(4)——相位示值誤差，（?）；x——校驗儀的輸出示值，（?）；s——三相標準功率表的測量結果實測值，（?）。功率因數(shù)示值誤差按圖2連接，采用標準表法，用三相標準功率表測量校驗儀的輸出功率因數(shù)，其測量結果實測值為PFx，校驗儀功率因數(shù)輸出示值為PFs,按式（5）計算誤差式中：

100%PFm

(5)——校驗儀功率因數(shù)輸出的引用誤差，用百分數(shù)表示；PFx——校驗儀的功率因數(shù)輸出示值；PFs——三相標準功率表的實測值；PFm——一般取1。頻率示值誤差按圖1連接，采用標準表法，用三相標準功率表測量校驗儀的輸出頻率，其測量結果實測值為fs，校驗儀頻率輸出示值為fx,按式（6）計算誤差。式中：——頻率示值誤差，Hz；

fxfs

(6)fx——校驗儀的輸出示值，Hz；fs——三相標準功率表的測量結果實測值，Hz。直流電壓示值誤差按圖1連接，采用標準表法，用數(shù)字多用表測量校驗儀的輸出直流電壓，其測量結果實測值為Us，校驗儀直流電壓輸出示值為Ux,按式（1）計算誤差。直流電流示值誤差直接比較測量法按圖1連接，直接用數(shù)字多用表測量校驗儀的輸出直流電流，其測量結果參考值為Is，校驗儀直流電流輸出示值為Ix,按式（2）計算誤差：I/V轉換法按圖3連接，調節(jié)校驗儀的直流電流輸出Ix，根據(jù)數(shù)字多用表的直流電壓示值Un和I/V轉換標準的校準值Rn，按式（7）計算誤差。圖3I/V轉換法示意圖IUnx R式中：

Im

100%

(7)——直流電壓輸出的引用誤差，用百分數(shù)表示。Ix——校驗儀的輸出示值，A；——I/V轉換器的校準值，Ω；Un——Im——校準點的量程值，A。a)標準源法按圖4連接，用直流標準源輸出直流電壓到校驗儀的直流電壓測量端，其直流標準源輸出實際值為Us，校驗儀直流電壓測量示值為Ux,按式（8）計算誤差。圖4標準源法示意圖b)標準表法按圖5連接，用直流標準源輸出直流電壓到校驗儀的直流電壓測量端和數(shù)字多用表的電壓輸入端，數(shù)字多用表的實際值為Us，校驗儀直流電壓測量示值為Ux,按式（8）計算誤差。圖5標準表法測量示意圖式中：

UxUs100%Um

(8)——校驗儀電壓測量值的引用誤差，用百分數(shù)表示；Ux——校驗儀的電壓測量示值，V；Us——直流標準源或數(shù)字多用表的實際值,V；Um——校準點所在的量程值,V。a)標準源法按圖4連接，用直流標準源輸出直流電流到校驗儀的直流電流測量端，其直流標準源輸出示值為Is，校驗儀直流電流測量示值為Ix,按式（9）計算誤差。b)標準表法按圖5連接，直接用多功能源輸出直流電流到校驗儀的直流電流測量端和數(shù)字多用表的電流輸入端，數(shù)字多用表的示值為Is，校驗儀直流電流測量示值為Ix,按式（9）表示。式中：

IxIs100%Im

(9)——校驗儀電流測量值的引用誤差，用百分數(shù)表示；Ix——校驗儀的電流測量示值，A；Is——直流標準源或數(shù)字多用表的實際值,A；Im——校準點所在的量程值,A。輸出穩(wěn)定度校準點選擇在各功能基本量程的近滿度值，與示值誤差校準同時進行。要求校準環(huán)境條件不便，校驗儀輸出不作任何調整，記錄校準點在規(guī)定的時間間隔內（一般為1min）輸出示值的最大值和最小值，按式（10）計算輸出量的短期穩(wěn)定度。式中：

SAmax-Amin100%A

(10)S ——規(guī)定時間間隔內校準點輸出示值最大值，V或A、W；V或A、W；AV或A、W。失真度使用失真度測試儀測量被檢校驗儀交流電壓（交流電流）的失真度，被檢校驗儀的交流電壓（交流電流）輸出端與失真度測量儀的電壓（電流）輸入端相連，如圖6所示。被檢校驗儀的交流電壓（交流電流）輸出為基本量程的滿度值時，讀取失真度測量儀的讀數(shù)，即為交流電壓（交流電流）的失真度。圖6校準失真度示意圖也可以通過測量標準電阻上的電壓來測量交流電流的失真度，失真度測量儀的電壓輸入端與標準電阻的電位端相連，被檢校驗儀的交流電流輸出端與標準電阻的電流端相連，如圖7所示。被檢校驗儀置基本量程的滿度值，讀取失真度測量儀的讀數(shù)，即為交流電流的失真度。圖7校準交流電流失真度示意圖直流紋波直流電壓紋波按圖1連接，用數(shù)字多用表交流電壓功能（應能承受校驗儀輸出的最大直流電壓）直接測量校驗儀直流電壓輸出的交流分量有效值，應選擇直流電壓基本量程滿度值的輸出值作為直流電壓紋波含量的測量點，按式（11）計算直流電壓紋波系數(shù)。式中：

D UUUU

(11)DU——校驗儀直流電壓紋波系數(shù)，用百分數(shù)表示；U——校驗儀直流電壓輸出的交流分量有效值，V；U——校驗儀直流電壓輸出值,V。直流電流紋波含量按圖3連接，用數(shù)字多用表交流電壓功能測量I/V轉換標準Rn按公式（12）計算直流電流紋波含量：式中：

DI

U

100%

(12)——U——I/V轉換標準兩端的交流分量有效值，V；——I/V轉換標準，Ω；I——校驗儀直流電流輸出值，A。絕緣電阻試驗用1000V的絕緣電阻表測量校驗儀輸出端子與機殼之間的絕緣電阻，絕緣電阻不低于50MΩ。用500V于20MΩ。工頻耐壓試驗升到4.7.1條的規(guī)定值，保持1min后平穩(wěn)降到零，不能有閃爍、飛弧、擊穿。到4.7.2條的規(guī)定值，保持1min后平穩(wěn)降到零，不能有閃爍、飛弧、擊穿。校準結果表達校準結果應在校準證書（報告）上反映，校準證書（報告）應至少包括以下信息：標題，如“校準證書”；實驗室名稱和地址；進行校準的地點；證書或報告的唯一性標識（如編號，每頁及總頁數(shù)的標識；客戶的名稱和地址；進行校準的日期；對校準所依據(jù)的技術規(guī)范的標識，包括名稱及代號；本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明；校準環(huán)境的描述，物品狀態(tài)的描述；校準結果及其測量不確定度的說明；被校對象的描述和明確標識；如果與校準結果的有效性應用有關時，應對被校樣品的抽樣程序進行說明；對校準規(guī)范的偏離的說明；校準證書或校準報告簽發(fā)人的簽名、職務或等效標識；校準結果僅對被校對象有效的說明；未經實驗室書面批準，不得部分復制證書的聲明。復校時間間隔復校時間間隔建議為1年，送校單位也可根據(jù)實際使用情況自主決定復校時間間隔。附錄A 測不確度評示例概述測量標準測量標準設備為三相標準功率表，相應技術性能如表A.1所示。表A.1測量標準設備序號標準設備名稱技術指標1三相標準功率表測量范圍：交流電壓：（30~630）V交流電流：（0.005~100）A準確度等級：0.01級被測對象選擇電測量變送器校驗儀作為被測對象，其相應技術性能如表A.2所示。表A.2被測設備序號被測對象名稱技術指標1電測量變送器校驗儀輸出范圍：交流電壓：（0~380）V交流電流：（0~20）A準確度等級：0.05級測量方法采用三相標準功率表作為標準器，對一臺某公司生產的電測量變送器校驗儀在環(huán)境溫度為20℃±2℃，相對濕度≤75%的條件下放置24小時后開始校準。測量模型及不確定度傳播公式測量模型校驗儀的示值誤差6可表示為：6=Ux—Us考慮到三相標準功率表的有限分辨力、三相標準功率表隨時間的漂移對測量結果的影響，測量模型成為：式中：

6=Ux—Us—eUs1—eUs26 ——校驗儀的示值誤差；Ux ——校驗儀的輸出示值；Us ——三相標準功率表的測量結果（實測值）；eUs1——其他因數(shù)（如隨時間漂移等）對三相標準功率表電壓值的影響；eUs2——三相標準功率表的有限分辨力對測量結果的影響。不確定度傳播公式u26=c2u2Ux+c2u2Us+c2u2eUs1+c2u2eUs2c 1 2 3 4A.2.2靈敏系數(shù)c1=&6/&Ux=1，c2=&6/&Us=—1，c3=&6/&eUs1=—1，c3=&6/&eUs2=—1標準不確定度的評定下面以交流電壓A相220V量程220V校準點為例進行不確定度分析。由校驗儀輸出示值引入的標準不確定度分量u(Ux)校驗儀設定為標準輸出模式，故其輸出示值保持不變，故不引入不確定度分量，因此u(Ux)=0測量重復性引入的不確定度分量u(Us)對被校電測量變送器校驗儀在220V測量點進行獨立的重復測量10次，測量結果如表A.3所示。表A.3電測量變送器校驗儀交流電壓測量結果 單位：V測量序號12345實測值219.9956219.9968219.9973219.9965219.9954測量序號678910實測值219.9941219.9938219.9955219.9963219.9970i算術平均值x1nxini1

219.99583V，單次實驗結果的標準偏差s 0.00119V，1n1n1 inxxi1nn1xxii1u(Us)

/x0.0006%其他因素對三相標準功率表電壓值的影響引入的不確定度分量u(eUs1)3在規(guī)定的測量條件下，由其他因素對三相標準功率表的交流電壓值的影響應該在三相標準功率表最大允許誤差的范圍內。通過查詢說明書得知，其最大允許誤差為±0.01%，可認3為在區(qū)間內服從均勻分布，取包含因子k為

，則相對標準不確定度u(eUs1)為0.01%3u(eUs1) 0.01%3由三相標準功率表分辨力引入的不確定度分量u(eUs2)三相標準功率表的交流電壓的分辨力為0.0001