专利名称：一种直流大电流比较仪的电流比例的串并联自校准方法
技术领域：
本发明属于计量领域，具体涉及一种直流大电流比较仪的电流比例的串并联自校准方法，用于对测量直流大电 流的直流电流比较仪的比例进行校准。
背景技术：
直流电流比较仪(简称DCC)是一种基于磁调制技术的直流电流比例仪器，它通过检测铁芯的磁势平衡，使得一、二次的电流比等于一、二次的匝数的反比，实现了电流的高准确度变换。测量直流大电流的大电流DCC的一次偏心母线和返回导体的大电流，将给DCC带来强烈的漏磁场和杂散磁场，这些统称为干扰磁场。采用磁屏蔽虽然可以抑制这些磁场的干扰，但由于磁屏蔽中气隙的存在，比较仪的磁屏蔽效能很有限(请参考邵海明等的The Effect of Interfering Flux on Direct Current Comparator. CPEM 2010，Dajeon，Korea :539-540),较强的干扰磁场将给比较仪的比例带来显著误差，即导致DCC在大电流下比例与低电流下比例的不同，这给准确评定DCC的比例准确度带来了很大的困难。大电流DCC —、二次比例K 一般较大(1000甚至10000以上)，现有的自校准方法主要有等安匝法、参考绕组法、加法和乘法校准等。等安匝法校准时，一次绕组的绕制位置具有随机性，母线产生的漏磁随机变化，干扰磁场引起的误差具有不确定性，这就决定了校准的不确定度不容易进一步减小；参考绕组法和加法校准需要DCC引出很多比例端子，测量步骤多，不适用于大比例情况；乘法校准比例扩展快，但作为标准的DCC只能在低电流下校准、高电流下使用。这些校准方法存在的共同问题是不能在额定磁势和实际漏磁势的实际工作条件下准确校准DCC的电流比。因此，在额定磁势(或电流)下、校准状态与实际使用状态一致的大电流DCC自校准方法的缺失，成为了制约直流大电流测量水平进一步提高的瓶颈。

发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种直流大电流比较仪的电流比例的串并联自校准方法，能够在实际工作状态(工作磁势漏磁势)下实现电流比例量程高准确度的快速扩展，避免直流大电流DCC母线偏心和邻近电流导体引起的强干扰磁场引入的测量不确定度，克服等安匝法、参考绕组法的校准状态和使用不一致缺陷。本发明是通过以下技术方案实现的一种直流大电流比较仪的电流比例的串并联自校准方法，设直流大电流比较仪的标称电流比例为K = n 1，其一次绕组包括η个能够串联或并联连接的同标称值母线绕组，每个母线绕组与二次绕组的标称匝数比N均为I : η，所述η个母线绕组在铁芯的圆周上均匀分布；所述方法首先将该直流大电流比较仪的一次绕组的全部母线绕组同向串联连接，使得该直流大电流比较仪的电流比例变成I : 1，然后对其进行I : I自校准。I : I自校准完成后将该直流大电流比较仪一次绕组的全部母线绕组并联，并且使各个母线绕组均匀分流，这样该直流大电流比较仪的的一次绕组和二次绕组的标称比例N变成I : n，其电流比例K变成η 1，将其作为标准比较仪对更大比例的直流大电流比较仪进行校准。所述I : I自校准是这样实现的将一次绕组的一端与电流源的正极连接，另一端与微安表的负极连接，微安表的正极与电流源的负极连接，将二次绕组的一端与微安表的正极连接，另一端与微安表的负极连接，通过微安表测得一次电流和二次电流的偏差Λ I_然后通过下式得到一次绕组和二次绕组在比例为I : I时电流比例的相对偏差εχι，完
成自校准
权利要求
1.ー种直流大电流比较仪的电流比例的串并联自校准方法，其特征在于设直流大电流比较仪的标称电流比例为K = η 1，其一次绕组包括η个能够串联或并联连接的同标称值母线绕组，每个母线绕组与二次绕组的标称匝数比N均为I : η，所述η个母线绕组在铁芯的圆周上均匀分布； 所述方法首先将该直流大电流比较仪的一次绕组的全部母线绕组同向串联连接，使得该直流大电流比较仪的电流比例变成I : I，然后对其进行I : I自校准；I I自校准完成后将该直流大电流比较仪一次绕组的全部母线绕组并联，并且使各个母线绕组均匀分流，这样该直流大电流比较仪的一次绕组和二次绕组的标称比例N变成I : η，其电流比例K变成η 1，将其作为标准比较仪对更大比例的直流大电流比较仪进行校准。
2.根据权利要求I所述的直流大电流比较仪的电流比例的串并联自校准方法，其特征在干所述I : I自校准是这样实现的将一次绕组的一端与电流源的正极连接，另一端与微安表的负极连接，微安表的正极与电流源的负极连接，将二次绕组的一端与微安表的正极连接，另一端与微安表的负极连接，通过微安表测得一次电流和二次电流的偏差ΛΙ’然后通过下式得到一次绕组和二次绕组在比例为I : I时电流比例相对偏差εχι，完成自校准
3.根据权利要求2所述的直流大电流比较仪的电流比例的串并联自校准方法，其特征在于所述将该直流大电流比较仪的一次绕组的全部母线绕组并联是这样实现的保持各个母线绕组的机械结构以及其相对于直流大电流比较仪的空间位置不变，将各个母线的首端连接到一起，将各个母线的尾端连接到一起，这样就将串联比例转换成为并联比例。
4.根据权利要求3所述的直流大电流比较仪的电流比例的串并联自校准方法，其特征在于所述将其作为标准比较仪对更大比例的直流大电流比较仪进行校准是这样实现的 (1)将经过I: I自校准以及一次绕组的全部母线绕组并联后电流比例K变成η I的所述直流大电流比较仪作为标准比较仪；设自然数m为2 ； (2)測量所述标准比较仪的一次绕组的各个母线绕组通过的电流ii;计算得到Ii相对于各母线绕组电流的平均值]^的最大电流偏差(Ir O χ/ ； (3)将被测比较仪的一次绕组设计为η个与二次绕组构成N=I nm的同标称值母线绕组，所述η个母线绕组在铁芯的圆周上均匀分布；将所有母线绕组同向串联后，成为K =η1"1 I的被测比较仪； (4)将所述标准比较仪的一次绕组和所述被校比较仪的一次绕组同向或反向串联连接，接入电流源；将标准比较仪的二次电流和被校比较仪的二次电流反向通过微安表，由微安表测得标准比较仪和被校比较仪的二次电流之差Λ I，通过下式得到被校比较仪的比例偏差，完成对被校比较仪的校准
全文摘要
本发明提供了一种直流大电流比较仪的电流比例的串并联自校准方法，属于计量领域。所述方法首先将该直流大电流比较仪的一次绕组的全部母线绕组同向串联连接，使得该直流大电流比较仪的比例变成1∶1，然后对其进行1∶1自校准，1∶1自校准完成后将该直流大电流比较仪一次绕组的全部母线绕组并联，并且使各个母线绕组均匀分流，这样该直流大电流比较仪的比例变成n∶1，将其作为标准比较仪对更大比例的直流大电流比较仪进行校准。利用本发明方法实现了在额定磁势(或按匝数)和实际漏磁势下直流电流比例标准的自校准，并实现了在实际工作状态下的电流比例量程高准确度的快速扩展。
文档编号G01R35/00GK102736050SQ20121019926
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月14日 优先权日2012年6月14日
发明者林飞鹏, 梁波, 滑晓欣, 贾凯, 邵海明 申请人:中国计量科学研究院