《T-CPSS-1008-2018核聚變裝置用電流傳感器檢測規(guī)范》

ICS號17.220.20

中國標準文獻分類號A55

團體標準

T/CPSS1008－2018

核聚變裝置用電流傳感器檢測規(guī)范

Specificationtestcurrentsensorsin

fusionpowersupply

2018-06-06發(fā)布2018-06-06實施

中國電源學會發(fā)布

T/CPSS1008－2018

核聚變裝置用電流傳感器檢測規(guī)范

1范圍

本標準規(guī)定了準確度等級（0.1-5.0）級核聚變裝置用電流傳感器的術語和定義、通用要求、試驗方

法、檢測規(guī)則及運輸?shù)?，其他領域可參考本標準執(zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T20840.8－2007互感器第8部分：電子式電流互感器

JB/T7490－2007霍爾電流傳感器

GB/T16927－2014高電壓和大電流實驗技術

GB/T17799.2－2003電磁兼容通用標準工業(yè)環(huán)境中的抗擾度試驗

GB17799.4－2012電磁兼容通用標準工業(yè)環(huán)境中的發(fā)射

GB/T17626.2－2006電磁兼容試驗和測量技術靜電放電抗擾度試驗

GB/T17626.3－2016電磁兼容試驗和測量技術射頻電磁場輻射抗擾度試驗

GB/T17626.4－2008電磁兼容試驗和測量技術電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗

GB/T17626.5－2008電磁兼容試驗和測量技術浪涌(沖擊)抗擾度試驗

GB/T17626.6－2008電磁兼容試驗和測量技術射頻場感應的傳導騷擾抗擾度

GB/T17626.8－2006電磁兼容試驗和測量技術工頻磁場抗擾度試驗

GB/T17626.11－2008電磁兼容試驗和測量技術電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度試驗

GB/T17626.13－2006電磁兼容試驗和測量技術交流電源端口諧波、諧間波及電網(wǎng)信號的低頻

抗擾度試驗

GB/T17626.16－2007電磁兼容試驗和測量技術0Hz～150kHz共模傳導騷擾抗擾度試驗

GJB151B－2013軍用設備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求與測量

GB/T2423.3－2006電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Cab：恒定濕熱試驗

GB/T2423.4－2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Db：交變濕熱（12h＋12

h循環(huán)）

GB/T4798.2－2008環(huán)境條件分級第3部分：環(huán)境參數(shù)及其嚴酷程度分級第2部分：運輸

3術語和定義

GB/T20840.8－2007和GB/T16927－2004界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

3.1

準確度等級accuracyclass

在規(guī)定工作條件下，符合規(guī)定的計量要求，使測量誤差或儀器不確定度保持在規(guī)定極限內(nèi)的測量儀

1

T/CPSS1008－2018

器或測量系統(tǒng)的等級或級別。

3.2

最大允許測量誤差?(KN)maximumpermissiblemeasurementerror

電流傳感器按規(guī)定給出在額定電流測量時測量誤差的極限值。

3.3

電流傳感器currentsensor

電流傳感器是采用帶有電磁感應元件，利用二次轉(zhuǎn)換器將一次電流轉(zhuǎn)換成對應關系的電流或電壓信

號的測量設備。

3.4

電流傳感器比例系數(shù)Kcurrentsensorscalefactor

電流傳感器測量的一次側(cè)電流I1與輸出二次電壓E2或二次電流I2之比成為電流傳感器比例系數(shù)。

3.5

測量頻率范圍measurementfrequencyrange

電流傳感器在測量動態(tài)變化的信號時會有測量頻率的的限制，最大不失真測量頻率即為測量頻率范

圍。

3.6

頻率響應特性frequencyresponsecharacteristic

電流傳感器輸出信號隨頻率變化相關聯(lián)的特性稱為頻率響應特性。

3.7

參比Rcurrentratio

電流傳感器工作時，一次側(cè)輸入電流與傳感器額定電流比為參比。

4電流傳感器原理

電流傳感器是采用帶有電磁感應元件的光學裝置、磁感應元件、空心線圈（羅氏線圈）或采用互感

器、分流器等器件，將一次電流I1感應成一定對應關系的感應電流I2或電壓信號E2。

電流傳感器的比例系數(shù)K按照式(1)計算：

II

K=1或K=1·······························(1)

EI

22

式中：

K——電流傳感器比例系數(shù)，單位：A/V或A/A；

I1——電流傳感器輸入電流，單位：A；

E2——電流傳感器輸出電壓，單位：V；

I2——電流傳感器輸出電流，單位：A。

注：以下內(nèi)容均把傳感器輸出假設為電壓論述。

2

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5試驗條件

試驗條件應滿足以下條件：

a)環(huán)境溫度(25±10)℃；

b)相對濕度不大于85%；

c)海拔不超過1000m；

d)傳感器安裝應保證與被測導體相對靜止，應具有獨立固定裝置（以避免開關操作或電流突變形

成電動力對其產(chǎn)生影響）；

e)傳感器的座架應具有緊固螺絲或螺栓的可靠接地端子。

f)檢測環(huán)境應無塵、無腐蝕性氣體；防陽光直接照射并具良好的照明，且照度不小于250lux；

無較強的電磁輻射干擾；

g)被測導體與傳感器之間應采取措施確保絕緣等級滿足要求。

6儀器設備

6.1檢測用標準電流傳感器

檢測時，標準電流傳感器的選擇應符合表1的要求，準確度等級應不大于被檢傳感器準確度等級的

1/3或1/5。

表1檢測用標準電流傳感器準確度等級的選擇

標準電流傳感器

0.1級0.2級0.5級1級

準確度等級

被檢電流傳感器1.5級、2.0級、

0.5級1.0級3級、5.0級

準確度等級5.0級

6.2測量儀器的選擇

傳感器檢測包括主要兩方面的內(nèi)容，一是對傳感器準確度等級的檢測，二是對傳感器頻率響應特性

的檢測，可選擇儀器如下：

a)6位半及以上高精度數(shù)字表；

b)高速數(shù)據(jù)采集儀，單通道采樣通道速率最低5k/s，采樣精度（準確度等級）不低于0.2級；

c)根據(jù)檢測側(cè)重點，測量儀器上述清單可選。

6.3檢測用電源

檢測用電源輸出電流，準確度等級檢測時，能夠覆蓋被檢電流傳感器的電流范圍；頻率響應特性檢

測時，電源輸出交變電流能夠達到電流傳感器的測量頻率范圍。

6.4絕緣電阻表

應保證不低于直流電壓1000V絕緣電阻測試能力。

6.5耐壓試驗表

電壓等級交流1.5kV。

3

T/CPSS1008－2018

7外觀檢查

目測法檢驗。電流傳感器外觀應符合下列要求：

a)殼體表面光潔、完好，無劃痕及其他損傷；

b)產(chǎn)品銘牌等應正確、完整、清晰，并牢固地固定在外殼上，銘牌信息應至少包括產(chǎn)品名稱、型

號、出廠編號(或設備編號)、參數(shù)、生產(chǎn)廠家等；

c)接線端子齊全，標牌正確、清晰，穿心式電流傳感器設有電流方向箭頭標記；

d)無嚴重影響檢測工作進行的其它缺陷。

確認外觀檢查無缺陷后，方可進行后續(xù)的試驗和檢測。

8絕緣性能

8.1絕緣電阻測試

試驗條件下，選用額定直流電壓為1kV的絕緣電阻表。被檢電流傳感器電源端口、二次信號處理單

元或信號輸出端口短路成等電位點，測量接地點和等電位點之間的絕緣電阻，電阻值應不小于用戶規(guī)定

要求。

8.2絕緣強度測試

試驗條件下，等電位點與接地點之間應能承受交流電壓有效值1.4kV或直流2kV，歷時1min的耐壓

承受能力，不大于用戶規(guī)定的最大漏電流等級。

絕緣強度測試后，應重新測量絕緣電阻且滿足要求。

9準確度等級檢測

9.1檢測方法

檢測方法可分為直接比較法和并聯(lián)迭加法：

a）直接比較法要求單個標準電流傳感器的量程能夠覆蓋被檢電流傳感器的量程；

b）如果不能滿足直接比較法測量條件，則可以采用多支路并聯(lián)迭加法檢測。

9.2直接比較法檢測

9.2.1試驗電流調(diào)節(jié)

除非另有協(xié)議，單向電流傳感器參比電流按如下步驟調(diào)節(jié)：

a)從零按1kA/s斜率上升到正向電流最大(電流傳感器額定電流值)；

b)維持1秒平臺；

c)再按相同電流變化率下降到零點。

雙向電流傳感器，電流值為負向時，重復上述過程。一共進行5次獨立的重復測量。

注：獨立的重復測量，要求每次測量電流傳感器電源重啟和對數(shù)字多用表指示調(diào)零。

9.2.2檢測點

單向和雙向傳感器按下面要求選取監(jiān)測點：

4

T/CPSS1008－2018

a)單向電流傳感器：設立參比為0.05，0.2，0.4，0.6，0.7，0.8，1.0共7個檢測點，每個檢測點

分別記錄上升和下降段標準傳感器輸出值和被檢傳感器的輸出值2組數(shù)據(jù)；

b)雙向電流傳感器：參比設立0.05，0.2，0.4，0.6，0.7，0.8，1.0，?0.05，?0.2，?0.4，?0.6，

?0.7，?0.8，?1.0共14個檢測點，每個檢測點分別記錄上升和下降段標準傳感器輸出值和被

檢傳感器的輸出值2組數(shù)據(jù)。

9.2.3試驗數(shù)據(jù)處理

9.2.3.1單向電流傳感器誤差分析

9.2.3.1.1被檢電流傳感器比例系數(shù)檢測值計算

直接比較法檢測電流傳感器比例系數(shù)原理見第4章,按公式(2)計算：

m,=12

KEssRjRmjk

KuRmjk=j=12,,,7······························(2)

E

uRmjk

k=12,,,5

式中：

Ks——標準電流傳感器比例系數(shù)，單位：A/V；

Ku——被檢電流傳感器比例系數(shù)，單位：A/V；

Es——標準電流傳感器輸出電壓；

Eu——被檢電流傳感器輸出電壓；

下角標R——參比；

下角標m——單次循環(huán)內(nèi)同一參比下的上升點和下降點數(shù)據(jù)；

下角標j——參比R的序號；

下角標k——參比R的循環(huán)次數(shù)。

KsRj是參比為R時的參比電流下的標準電流傳感器比例系數(shù)。KsRj可以是標準電流傳感器的標稱比例

系數(shù)(標稱值或名義值)，也可以是由校準證書查得的參比電流下的標準電流傳感器比例系數(shù)校準值。

對于第一次循環(huán)中(k=1)，對各檢測點(j=1~7)，前后2次(m=1~2)，記錄標準和被檢電流傳感

器的輸出電壓，每個檢測點2組數(shù)據(jù)EsRmj1和EuRmj1。用式(3)計算各檢測點下前后2次被檢電流傳感器比例

系數(shù)檢測值KuRmj1(參比R依次為0.05，0.2，0.4，0.6，0.7，0.8，1.0，對應于j=1，2，…，7下同)：

=

KEsRjs1Rmjm,12

Ku1Rmj=······························(3)

=

Eu1Rmjj12,,,7

在第二次循環(huán)中(k=2)，對每個參比電流檢測點，同時記錄標準和被檢電流傳感器的輸出電壓EsRmj2

和EuRmj2。用式(4)計算各檢測點下被檢電流傳感器比例系數(shù)檢測值KuRmj2：

=

KEsRjs2Rmjm,12

Ku2Rmj=······························(4)

=

Eu2Rmjj12,,,7

如此循環(huán)，至全部數(shù)據(jù)獲取完畢，用式(5)計算各檢測點下被檢電流傳感器比例系數(shù)平均檢測值KuRj

(j=1，2，…，7)：

152

uRj==

K∑∑KuRmjk(j12,,,7)······························(5)

10km=1=1

5

T/CPSS1008－2018

9.2.3.1.2比例系數(shù)檢測值示值誤差計算

用式(6)計算各檢測點下的被檢電流傳感器比例系數(shù)檢測值示值誤差?Rj：

=?=uRj

ΔRjKKN(j12,,,7)······························(6)

式中，KN為被檢電流傳感器比例系數(shù)規(guī)定的標稱值(名義值)，其有效位記錄到個位。示值誤差?Rj

末尾有效數(shù)字應與傳感器比例系數(shù)平均檢測值KuRj的末尾有效數(shù)字一致。用式(7)計算7個參比電流檢測

點下的被檢電流傳感器比例系數(shù)檢測值相對示值誤差δRj：

ΔKK?uRj

δ=×=RjN×=·····························(7)

Rj100%100%(j1,,2,7)

KKuuRjRj

相對示值誤差δRj有效數(shù)字位數(shù)與傳感器最大允許誤差有效數(shù)字位數(shù)相一致。

9.2.3.2雙向電流傳感器誤差分析

檢測方法同9.2.3.1條，參比R按照0.05，0.2，0.4，0.6，0.7，0.8，1.0，?0.05，?0.2，?0.4，?0.6，

?0.7，?0.8，?1.0，共14個檢測點。

應用式(3)~式(7)時，j=1，2，…，14，對應于參比電流參比R等于0.05，0.2，0.4，0.6，0.7，0.8，

1.0，?0.05，?0.2，?0.4，?0.6，?0.7，?0.8，?1.0。

計算被檢電流傳感器的示值誤差和相對誤差。

9.2.3.3不確定度評價

各個參比等級進行電流傳感器不確定度評價U95(Ku)計算，具體見附錄A。

9.2.3.4符合性評價

利用示值誤差?Rj、不確定度U95(Ku)、最大允許誤差?(KN)三者的數(shù)值關系評價傳感器是否合格。具

體見附錄B。

9.2.4并聯(lián)迭加法對大電流傳感器的檢測

附錄C詳細介紹了四支路并聯(lián)方式求被檢大電流傳感器比例系數(shù)測量不確定度評價方法。

10頻率響應特性的檢測

10.1檢測項目

對于核聚變裝置電流傳感器，可根據(jù)具體電源的側(cè)重點頻率或精度可采用固有延時時間、幅值衰減

系數(shù)以及最大電流變化率衡量電流傳感器的動態(tài)響應特性。

10.2試驗電流源和設備要求

試驗電流源和設備應達到以下要求：

a)按照電流傳感器標定的響應時間與頻率特性，配置回路參數(shù)，預期檢測電流的頻率不低于傳感

器標定最大的測量信號頻率；

b)幅頻特性與準確級精度有關，要求檢測用電流源放電電流的峰值不低于傳感器額定電流的20%，

即R≥0.2；

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T/CPSS1008－2018

c)依據(jù)被檢電流傳感器的量程和頻率范圍，選擇相應量程標準電流傳感器且頻率范圍不小于被檢

電流傳感器；

d)依據(jù)測試電流的幅值和頻率，選擇數(shù)高速數(shù)據(jù)采集儀的量程和采樣率。

10.3檢測方法

可采用二階LC震蕩放電電路，電流幅值滿足參比R≥0.2，見圖1輸出電流波形，L1曲線是標準傳

感器的測量電流波形，L2曲線為被檢電流傳感器的測量電流波形。

記錄標準傳感器輸出值和被檢傳感器的輸出電壓。

作10次獨立重復測量。

圖1電流傳感器頻率響應測試檢測電流波形圖

10.4試驗數(shù)據(jù)處理

10.4.1延時時間

見圖1，傳感器的額定延時時間Td按式(8)計算，取10次測量的最大值作為傳感器的延時時間。

Ttt=?=j1,,2???,10

dj10jj()

······························(8)

TT=

dd(j)max

式中：

t0——標準傳感器測量電流波形零時刻，單位：s；

t1——被檢傳感器測量電流波形零時刻，單位：s；

j——下角標，檢測電流測量次數(shù)。

試驗結(jié)果應符合用戶規(guī)定延時要求。

10.4.2幅頻響應

標準傳感器和被檢傳感器10次測量分別獲得A0j和A1j電流峰值數(shù)據(jù)，對應電壓Esj和Euj。傳感器的標

稱比例系數(shù)KN和Ks已知，把標準傳感器測量A0j值作為實際電流值，則被檢傳感器的幅頻響應誤差可

通過式計算，

(9)ΔAf

110A

K=0jj=1,,2???,10

u∑j=1()

10Euj·······························(9)

?=?

AfKKuN

式中：

A0——標準傳感器測量最大放電電流，單位：A；

7

T/CPSS1008－2018

Euj——被檢傳感器測量輸出電壓，單位：V；

被檢傳感器測量檢測次的比例系數(shù)平均值，單位：；

Ku——10A/V

ΔAf——被檢傳感器測量比例系數(shù)平均值與傳感器標稱比例系數(shù)KN的誤差，單位：A/V

被檢電流傳感器比例系數(shù)值相對誤差率δAf按公式(10)計算：

?

δ=Af×

Af100%····························(10)

Ku

按照9.2.3條和附錄B，對被檢電流傳感器幅頻特性的不確定度及對檢測結(jié)果符合性進行評價，試驗

結(jié)果應符合用戶規(guī)定最大測量頻率時的幅值衰減度。

10.4.3最大電流變化率測量

見圖1，傳感器最大電流變化率Kcu，按照第一個周期內(nèi)波形峰峰值除以對應的時間差值計算，見公

式(11)：

AA?

K=1jj2(j=1,2,???,10)

cu····························(11)

tt?

p2jjp1min

式中：

A1——被檢傳感器在測量檢測電流第一個波峰電流值，單位：A；

A2——被檢傳感器在測量檢測電流第一個波谷電流值，單位：A；

tp1——被檢傳感器在測量檢測電流第一個波峰時對應的時間，單位：s；

tp2——被檢傳感器在測量檢測電流第一個波谷時對應的時間，單位：s。

取10次測量的最小值，試驗結(jié)果應不低于用戶規(guī)定的最低限值。

10.4.4頻率響應的符合性評價

用戶根據(jù)自身電源系統(tǒng)工作情況，選取不同的頻率響應指標進行評價。

11環(huán)境影響試驗

11.1溫升測試

試驗流程：

a)試驗時，電流傳感器應按實際使用情況安裝。傳感器頭及二次轉(zhuǎn)換器外表都要布置熱電偶，熱

電偶測量點不低于8個，所有測量信號均應接入儀表并自動記錄數(shù)據(jù)；

b)被測電流傳感器一次側(cè)施加穩(wěn)態(tài)額定電流使其處于最大熱負荷狀態(tài)；

c)若所有測量點溫升變化值每小時不超過1K時，可認為電流傳感器達到穩(wěn)定運行狀態(tài)，溫升試

驗完成（若試驗超過8h仍不能達到穩(wěn)定狀態(tài)，應停止溫升試驗）；

d)如果試驗結(jié)果滿足下列兩個條件，認為電流傳感器通過本試驗：

1)溫升符合表2的規(guī)定；

2)冷卻到室溫后能滿足下列要求：無可見損傷；絕緣性能符合要求。

電流傳感器的溫升由所用技術的最低絕緣等級限定。各絕緣等級的最高溫升列于表2。

8

T/CPSS1008－2018

表2電流傳感器的溫升限值

絕緣等級最高溫升（K）

浸于油中的所有等級60

浸于油中且全密封的所有等級65

充填瀝青膠的所有等級50

不浸油或不充瀝青膠的各等級

Y45

A60

E75

B85

F110

H135

注：對某些材料（例如樹脂），制造商指明其相當?shù)慕^對等級。

注：用戶可根據(jù)自身電源系統(tǒng)的工作要求決定是否對電流傳感器進行溫升考核。

11.2運輸過程中的振動與沖擊

11.2.1運輸過程的振動測試

隨機振動試驗條件：

——10Hz～200Hz：1m2/s3；

——200Hz～2kHz：0.3m2/s3；

——振動方向：X、Y、Z軸向；

——振動時間：每軸向3h。

11.2.2運輸過程的沖擊測試

沖擊試驗條件見表3和表4。

表3沖擊試驗條件

半正弦波

方向

加速度脈寬時間次數(shù)

X、Y、Z100m/s211ms每軸向3次，共9次

表4沖擊試驗條件

半正弦波

方向

加速度脈寬時間次數(shù)

X、Y、Z300m/s26ms每軸向3次，共9次

11.2.3驗收條件

試驗結(jié)束后，對樣品的外觀、結(jié)構(gòu)進行目視檢查。樣品外觀應正常，結(jié)構(gòu)完整，無變形、無裂痕。

9

T/CPSS1008－2018

11.3環(huán)境耐受測試

11.3.1恒定濕熱

11.3.1.1室內(nèi)電流傳感器應做恒定濕熱試驗

11.3.1.2試驗要求

a)將非工作狀態(tài)下傳感器置于試驗箱內(nèi)，按以下條件作恒定濕熱試驗：

——溫度：(40±2)℃；

——相對濕度：(90～95)%RH；

——試驗的嚴酷等級：48h。

b)試驗結(jié)束，取出傳感器，檢測條件下放置2h。若絕緣性能達標，輕載電流（R=0.5）測試工

作正常，可判定該試驗合格。

11.3.2交變濕熱

11.3.2.1戶外電流傳感器應做交變濕熱試驗

11.3.2.2試驗要求

交變濕熱試驗要求如下：

a)非工作狀態(tài)下傳感器置于試驗箱內(nèi),按以下條件作交變濕熱試驗：

——高溫：(40±2)℃；

——低溫：(25±3)℃；

——相對濕度：(90～100)%RH；

——試驗的嚴酷等級：24h。

b)試驗結(jié)束，取出傳感器，檢測條件下放置2h。若絕緣性能達標，輕載電流（R=0.5）測試工

作正常，可判定該試驗合格。

12電磁兼容考核

12.1電磁兼容要求

評定電流傳感器電磁兼容，從以下兩個方面分別進行考核：

a）發(fā)射要求

b）抗擾度要求

考核指標見表5所示。

表5電流傳感器要求的EMC測試內(nèi)容

序號試驗項目基本標準評價準則

1靜電放電試驗GB/T17626.2B

2抗擾度測試無線電頻率電磁場輻射抗擾度GB/T17626.3A

3電快速瞬變／脈沖群GB/T17626.4B

10

T/CPSS1008－2018

表5（續(xù)）

序號試驗項目基本標準評價準則

4浪涌沖擊試驗GB/T17626.5B

5射頻場感應的傳導騷擾抗擾度試驗GB/T17626.6A

6工頻磁場抗擾度試驗GB/T17626.8A

抗擾度測試

7電壓慢變化、電壓跌落和暫時中斷試驗GB/T17626.11A

8諧波和諧間波試驗GB/T17626.13A

9共模傳導抗擾度試驗GB/T17626.16A

25Hz～10kHz電源線

10-1GJB151BA

傳導輻射

輻射測試

10-2工業(yè)環(huán)境排放標準測試GB17799.4A

12.2測試條件

EMC測試過程中，應滿足如下條件：

a）電流傳感器處于正常工作狀態(tài)，一次側(cè)輸入電流不低于5%的額定電流，可以采用安匝法來等

效一次電流；

b）準確級要求，測量儀器準確度等級應不大于被檢電流傳感器準確度等級的1/3或1/5；

c）測量儀器應避免檢測過程中被干擾源影響。

12.3測試結(jié)果的評估

應按照以下2個評價標準進行評估：

a)評價準則A，試驗期間和試驗之后，設備不應低于規(guī)定的性能水平；

b)評價準則B，試驗期間，設備性能暫時下降，干擾撤除后，能自行恢復正常，不應復位或重新

啟動。

11

T/CPSS1008－2018

附錄A

（規(guī)范性附錄）

直接比較法檢測電流傳感器比例系數(shù)測量不確定度評定示例

A

A.1概述

A.1.1直接比較法測量原理

直接比較法是將標準電流傳感器與被檢電流傳感器串聯(lián)在同一電流回路中，如圖A.1所示。如果標

準電流傳感器的電流量程能夠覆蓋被檢電流傳感器的電流量程，采用該方法。測量儀器可以是同一臺儀

器也可是兩臺不同儀器。

測量儀器測量儀器

輸出電壓Es輸出電壓Eu

電流源負載

檢測電流Ic

標準電流傳感器被檢電流傳感器

變比變比

Ks=Ic/EsKu=Ic/Eu

圖A.1直接比較法檢測電流傳感器原理圖

A.1.2目的

直接比較法評定被檢電流傳感器比例系數(shù)Ku的測量不確定度。

本例以0.1級標準電流傳感器在全電流130kA(參比R=1.00)時檢測0.5級電流傳感器為例。

A.1.3檢測用標準傳感器和配套設備

A.1.3.10.1級光纖電流傳感器

電流Is=130kA，比例系數(shù)Ks=13kA/V，最大允許誤差?(Ks)=±0.1%。

不確定度為Ur(Ks)=0.06%，包含因子k(Us)=2。

A.1.3.2高速數(shù)據(jù)采集儀

HI_TECHNIQUES高速數(shù)據(jù)采集儀器，采樣通道速率（5～100）k/s，最大測量精度測量最大允許

誤差±0.15%。

A.1.3.3電流源

可控整流電源串聯(lián)電感線圈負載，最大輸出電壓500V，回路最大輸出電流130kA，穩(wěn)態(tài)測試電流

可維持在30kA。

A.1.4被檢電流傳感器

0.5級電流傳感器Iu=130kA，比例系數(shù)標稱值(名義值)KN=60kA/V，最大允許誤差?(KN)=±0.5%。

12

T/CPSS1008－2018

A.1.5環(huán)境條件

環(huán)境溫度：22℃，相對濕度不大于85%RH。

A.1.6測量不確定度評定的應用

同一準確度級別電流傳感器不同檢測點的測量不確定度評定，以及不同準確度級別電流傳感器檢測

的測量不確定度評定，可以參照本例進行評定。

A.2測量模型

被檢電流傳感器比例系數(shù)檢測值測量模型

KEss···························(A.1)

Ku=

Eu

式中：

Es——標準電流傳感器輸出電壓，單位：V；

Ks——標準電流傳感器比例系數(shù)，單位：A/V；

Eu——被檢電流傳感器輸出電壓，單位：V；

Ku——被檢電流傳感器比例系數(shù)檢測值，單位：A/V。

A.3不確定度來源

不確定度來源及評定方法如下：

a)測量重復性引起的標準不確定度urA(Ku)，用A類方法評定。

b)由標準傳感器比例系數(shù)引起的標準不確定度ur(Ks)，采用B類方法評定。

c)高速數(shù)據(jù)采集儀測量Es引起的標準不確定度ur(Es)，采用B類方法評定。

d)高速數(shù)據(jù)采集儀測量Eu引起的標準不確定度ur(Eu)，采用B類方法評定。

表A.1給出了電流傳感器比例系數(shù)Ku檢測的測量不確定度預估。

表A.1電流傳感器比例系數(shù)檢測值Ku檢測的測量不確定度預估

序輸入量標準不確定度輸出量標準不確定度

號

輸入量不確定度來源類型分布包含因子符號數(shù)值(%)符號數(shù)值(%)傳播系數(shù)

i

1Ku測量重復性A正態(tài)1urA(Ku)urc(Ku)1

標準傳感器比例系數(shù)不確定度均勻

2KsB3ur(Ks)urc1(Ks)1

儀器不確定度均勻

3EsB3ur(Es)urc2(Es)1

儀器不確定度均勻

4EuB3ur(Eu)urc3(Eu)1

輸出量合成標準不確定度2222

5uKrc(u)=urc1(Ks)+urc2(Es)+urc3(Eu)+urA(ku)

輸出量擴展不確定度=

6(k2)UKrc(u)=2×uKrc(u)

13

T/CPSS1008－2018

A.4不確定度傳播律

考察式(A.2)可知，不確定度評定測量模型僅含有Es，Ks，Eu和Ku的積和商，可以用簡化的方式計算

合成標準不確定度。但輸入量和輸出量的標準不確定度必須采用相對標準不確定度。Es，Ks和Eu三個量

互不相關，其不確定度傳播律公式為

2222

uKrc(u)=urc1(Ks)+urc2(Es)+urc3(Eu)+urA(Ku)

···························(A.2)

2222

=uKrsrsrurA()+uE()+uE()+u(Ku)

urAuAu()=()KuKKu

urc1s()=()=()KuKrsuKrsKs

···························(A.3)

u()=()=()EuEuEE

rc2srsrss

urc3u()=()=()EuEruuEruEu

注：雖然Es和Eu使用同一臺數(shù)字多用表測量，因為其測量值相差較大，甚至在數(shù)字多用表不同的量程上進行測量，

故可以認為輸入量Es和Eu是互不相關的。

A.5輸入量的標準不確定度評定

A.5.1測量重復性引起的標準不確定度urA(Ku)評定

測量重復性引起的標準不確定度urA(Ku)可以通過n=10次獨立的重復測量，對測量列數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計

分析，用貝塞爾公式計算得到。n=10次獨立的重復測量結(jié)果列于表A.2。每個測量過程讀取Esi和Eui，

并計算給出比例系數(shù)值Kui。

102

KK?u

∑i=1(ui)

sK()u=···························(A.4)

10?1

表A.2被檢電流傳感器比例系數(shù)檢測值Ku的n=10次獨立的重復測量數(shù)據(jù)

序號i12345678910

Ks(kA/V)13

Esi(V)10.001510.00079.99899.99729.99989.99839.997810.00159.99729.9992

Eui(V)2.16802.16502.16652.16742.16702.16832.16952.16912.16682.1644

Kui(A/V)59962.660045.360005.559980.659992.259956.259922.159931.859995.460063.8

Ku(A/V)59985.5

實驗標準偏差45.4

測量重復性引起的標準不確定度為：

uAu(K)=sK(u)=45.4A/V

uKAu()45.4···························(A.5)

uK()===0.076%

rAu

Ku59985.5

14

T/CPSS1008－2018

A.5.2輸入量Ks標準不確定度ur(Ks)評定

由B.3章可知，標準傳感器比例系數(shù)Ks引起的標準不確定度ur(Ks)采用B類方法評定。ur(Ks)的評定通

常有2種方法：

a）測量模型式(B.2)中直接引用其標稱比例系數(shù)Ks=13kA/V，由其最大允許誤差?(Ks)評定標準不

確定度；

b）測量模型式(B.2)中引用其檢測證書給出的檢測值Ks，由檢測證書給出的檢測值的不確定度

Ur(Ks)[包含因子k(Ks)=2]評定標準不確定度。后者評定出的標準不確定度ur(Ks)通常要比前者

小得多。

本例以直接引用標準電流傳感器標稱比例系數(shù)Ks=13kA/V為例進行評定。

0.1級標準電流傳感器，其最大允許誤差?(Ks)=±0.1%。使用時直接引用其標稱比例系數(shù)Ks=13kA/V。

故Ks包含區(qū)間的半寬的度為a(Ks)=0.1%，服從均勻分布，其包含因子k(Ks)=3。由此引起的標準不確

定度ur(Ks)為：

aK(s)0.1%

uKrs()===0.058%···························(A.6)

kK()s3

A.5.3輸入量Es、Eu標準不確定度ur(Es)和ur(Eu)評定

Es和Eu標準不確定度ur(Es),ur(Eu)，由高精度數(shù)據(jù)采集儀測量Es和Eu所引起，最大允許誤差為±0.15%，

且Es服從均勻分布，其包含因子k(Es)=k(Eu)=3。由此引起的標準不確定度ur(Es),ur(Eu)為：

aE(s)0.15%

uErs()=uEru()===0.087%···························(A.7)

kE()s3

A.6輸出量Ku的合成標準不確定度urc(Ku)評定

由A.4節(jié)不確定度傳播律可知，將式(A.5)(A.6)和(A.7)代入式(A.2)可求出輸出量Ku的合成標準不確

定度urc(Ku)

uK()=uK2()+uE22()+uE()+u2(K)

rcursrsrurAu···························(A.8)

=0....0762222+++005800870087%=0.16%

A.7輸出量Ku的擴展不確定度Urc(Ku)評定

依據(jù)JJF1059.1－2012《測量不確定度評定與表示》，擴展不確定度Urc(Ku)直接由包含因子k(Ku)=2

乘以合成標準不確定度urc(Ku)給出。

Urc(Ku)=kK(u)urc(Ku)=2×=0.16%0.32%···························(A.9)

15

T/CPSS1008－2018

A.80.5級電流傳感器比例系數(shù)檢測值Ku測量結(jié)果報告

0.5級電流傳感器在電流Iu=130kA時，比例系數(shù)檢測值Ku其擴展不確定度Urc(Ku)=0.32%，包含因

子k(Ku)=2，或?qū)懗蒛r95(Ku)=0.32%。

A.9其他參比電流測量重復性引起的擴展不確定度Ur95(Ku)

其他參比電流的重復性進行了測量，相應的擴展不確定度Ur95(Ku)建議參照表A.3格式。

表A.3不同參比電流比例系數(shù)校準值Ku的擴展不確定度Ur95(Ku)

參比電流

0.050.200.400.600.70.801.0

(參比R)

Ur95(Ku)/%0.32

參比電流

-0.05-0.20-0.40-0.60-0.7-0.80-1.0

(參比R)

Ur95(Ku)/%

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T/CPSS1008－2018

附錄B

（規(guī)范性附錄）

電流傳感器比例系數(shù)檢測值示值誤差的符合性評定