电流传感器示值误差的校准及不确定度的评定.pdfVIP

计《量与溅试技术》2013年第40卷第2期 电流传感器示值误差的校准及不确定度的评定 CalibrationofIndicationErrorofCurrentSensorandUncertaintyEvaluation 李文芳 (中国汽车工程研究院股份有限公司，重庆 400039) 摘 要：本文从电流传感器的工作原理人手，重点探讨了校准电流传感器示值误差的计量标准器具、校准步骤以及校准时的注意事项。最后对校准结 果进行了测量不确定度的评定。 关键词：l电流传感器；示值误差；校准；测量不确定度的评定 l 引言 规程和校准规范，尚未形成一套成熟可行的电流传感器 电流实时检测技术广泛地应用在工业领域，由于受 校准方法。针对这种情况，我们根据电流传感器的工作 到传统方法限制，其技术成本较高。随着科学技术的发 原理，充分利用已有计量标准器具，对电流传感器的示值 展与进步，新型的基于霍尔效应电流传感器应运而生，它 误差进行校准，此校准方法仅供同行参考。我们已对直 可以实现零到数十安培甚至高达数千安培的电流动态检 流、交流电流传感器进行了校准试验，下面以一只输入 电 测。不但在检测电流范围上实现了突破，而且在动态性 流为(0～30)A的交流电流传感器为例，说明如何校准。 能上也有显著的提高，同时还对检测回路与主回路进行 3．1 电流传感器的主要技术指标及示值误差计算公式 了完全隔离。因而，电流传感器被广泛的应用于驱动器、 根据电流传感器的说明书，其主要技术指标是：交流 变频器、电机绕组、高频大电流测量等场合中。 电流额定输入范围：(0～30)A；额定输出电压范围：AC(0 2 电流传感器的工作原理 ～ 5)V；辅助电源：DC±12V；准确度等级：1．0。 电流传感器分为两大类：直流、交流电流传感器。从 电流传感器的理论输出值 按式(2)计算： 直流电到几十千赫兹的交流电，其所依据的工作原理主 Vs=5VXIx／30A (2) 要是霍尔效应，当原边导线经过电流传感器时，原边电流 式中：Ix是在电流传感器量程范围内任意给定一个 ，P会产生磁力线，原边磁力线集中在磁芯气隙周围，内置在 输入值。 磁芯气隙中的霍尔电片可产生和原边磁力线成正比的、大 电流传感器的示值误差按式 (3)计算： 小仅为几毫伏的感应电压，通过后续电子电路可把这个微 AV= —Vs (3) 小的信号转变成副边电流 Is，并存在以下关系式： 式中： 是用监测仪表测量 电流传感器输出端的电 *Ns=It,*iVJ『 (1) 压输出值。 其中，，一副边电流； 3．2 校准的计量标准器具和连接示意图 ，P一原边 电流； 多用表校验仪一台，其交流 电流的最大允许误差为 一 ±0．05％FS，交流电流的测量范围(0—1O)A，它为电流传 原边线圈匝数； 感器提供输入电流。5位半的数字多用表一台，交流电 帆一副边线圈匝数； 压 10V档测量电流传感器的输出电压，交流电压的最大 ⅣP／ 一匝数比，一般取 坼 ／Ns=1。