一種電流系數測量裝置及測量方法制造方法及圖紙

本發明專利技術提供了一種電流系數測量裝置及測量方法。所述裝置包括第一單元、第二單元、第三單元、第四單元和第五單元；第一單元包括電流源、第二電流比例標準器、第三電流比例標準器、第二標準電流電壓轉換器和第一電壓測試設備；第二單元包括電流源、第四電流比例標準器、第三標準電流電壓轉換器、第四標準電流電壓轉換器和第二電壓測試設備；第三單元包括電流源、第三電流比例標準器、第三標準電流電壓轉換器和第三電壓測試設備；第四單元包括電流源、第三電流比例標準器、第四標準電流電壓轉換器和第四電壓測試設備。本方案極大提高了測量結果的準確度，標準電流電壓轉換器僅用于數值過渡，滿足精密測量結果修正的需求。滿足精密測量結果修正的需求。滿足精密測量結果修正的需求。

【技術實現步驟摘要】
一種電流系數測量裝置及測量方法


[0001]本專利技術涉及測量
，特別涉及一種電流系數測量裝置及測量方法。

技術介紹

[0002]大電流測量是現代電磁計量學的重要組成部分，涉及工業生產和科學研究中的諸多領域。例如，輸配電產業和電動汽車產業的電量計量，醫療產業核磁共振設備的電流精密測量，粒子對撞機、同步輻射光源等大科學裝置的高性能電流源監測。大電流的測量原理主要是將大電流轉換成小電壓或小電流，便于通用儀表測量。具有代表性的設備包括電流電壓轉換器(以下簡稱“轉換器”)，由電壓值與轉換系數的乘積計算得到待測電流值，可見，轉換系數的準確度直接影響測量結果。
[0003]由于轉換器的材料、結構、設計等方面的因素，轉換系數的數值會隨著待測電流的變化而變化。通常以轉換器量程上限的十分之一時的轉換系數作為起始點和參考點，其余量程內的轉換系數與起始點的轉換系數作比較，得到該轉換器的電流系數。在精密測量領域，例如有些大型強子對撞機粒子加速器需要供給超導磁體持續穩定的大電流，為實現項目預定目標，需要將使用的轉換器的轉換系數校準到優于2
×
10
?6。可見，電流系數不但不能忽略，還應準確測量該數值，以此修正測量結果。
[0004]電流系數的測量需要根據轉換系數得到，對于轉換系數的測量，主要方法有源表法和電橋法。源表法具有方便和直接的優點，源表法的原理為：由電流源輸出標準電流值，電壓表測量轉換器的輸出電壓值，兩者的比值即為轉換系數。受限于電流源和電壓表的技術指標(如最大允許誤差和穩定度)，源表法測量不確定度很難突破10
?5數量級，因此，該方法適合用于對測量準確度要求不高的場合。
[0005]電橋法則具有高準確度測量的優勢，依托比例橋路與指零技術，被測轉換器相對于標準轉換器轉換系數的比值嚴格等于兩者所連繞組匝數的比值。問題在于，測量過程中被測轉換器與標準轉換器的電流同比例增大或減小，即兩者轉換系數的比值所對應的電流始終處于同一比例關系，然而標準轉換器的電流系數客觀存在，遇到高準確度測量要求時不能忽略，如何測量依然是個問題。如果只是再與高等級的標準器進行比較，無疑陷入了死循環，且沒有從本質上解決電流系數的測量問題。

技術實現思路

[0006]本專利技術提供了一種電流系數測量裝置及測量方法，已解決現有技術中測量的電流系數的準確度不高的技術問題。
[0007]為解決上述技術問題，本專利技術提供了一種電流系數測量裝置，包括第一單元、第二單元、第三單元、第四單元和第五單元；
[0008]所述第一單元包括電流源、第二電流比例標準器、第三電流比例標準器、第二標準電流電壓轉換器和第一電壓測試設備；所述電流源、所述第二電流比例標準器的一次側和所述第三電流比例標準器的一次側串聯；所述第二電流比例標準器的二次側和所述第二標
準電流電壓轉換器串聯；所述第三電流比例標準器的二次側和被測電流電壓轉換器串聯；所述第二標準電流電壓轉換器的低電位端和所述被測電流電壓轉換器的低電位端相連，所述第二標準電流電壓轉換器的高電位端和所述被測電流電壓轉換器的高電位端之間連入所述第一電壓測試設備；
[0009]所述第二單元包括所述電流源、第四電流比例標準器、第三標準電流電壓轉換器、第四標準電流電壓轉換器和第二電壓測試設備；所述電流源、所述第四電流比例標準器的一次側、所述第三標準電流電壓轉換器和所述第四標準電流電壓轉換器串聯，所述第三標準電流電壓轉換器和所述第四標準電流電壓轉換器相鄰；所述第四電流比例標準器的二次側和所述被測電流電壓轉換器串聯；所述第三標準電流電壓轉換器與所述第四標準電流電壓轉換器串聯后的低電位端和所述被測電流電壓轉換器的低電位端相連，所述第三標準電流電壓轉換器與所述第四標準電流電壓轉換器串聯后的高電位端和所述被測電流電壓轉換器的高電位端之間連入所述第二電壓測試設備；所述第三電流比例標準器的比例和所述第四電流比例標準器的比例不相等；
[0010]所述第三單元包括所述電流源、所述第三電流比例標準器、所述第三標準電流電壓轉換器和第三電壓測試設備；所述電流源、所述第三電流比例標準器的一次側和所述第三標準電流電壓轉換器串聯；所述第三電流比例標準器的二次側和所述被測電流電壓轉換器串聯；所述第三標準電流電壓轉換器的低電位端和所述被測電流電壓轉換器的低電位端相連，所述第三標準電流電壓轉換器的高電位端和所述被測電流電壓轉換器的高電位端之間連入所述第三電壓測試設備；
[0011]所述第四單元包括所述電流源、所述第三電流比例標準器、所述第四標準電流電壓轉換器和第四電壓測試設備；所述電流源、所述第三電流比例標準器的一次側和所述第四標準電流電壓轉換器串聯；所述第三電流比例標準器的二次側和所述被測電流電壓轉換器串聯；所述第四標準電流電壓轉換器的低電位端和所述被測電流電壓轉換器的低電位端相連，所述第四標準電流電壓轉換器的高電位端和所述被測電流電壓轉換器的高電位端之間連入所述第四電壓測試設備；
[0012]所述第五單元包括所述電流源、所述第二電流比例標準器、可調電流比例變換裝置、所述第二標準電流電壓轉換器和指零儀；所述電流源和所述第二電流比例標準器的一次測串聯；所述第二電流比例標準器的二次測和所述可調電流比例變換裝置的一次測串聯；所述可調電流比例變換裝置的二次側和所述被測電流電壓轉換器串聯；所述第二標準電流電壓轉換器的高電位端和所述第二電流比例標準器的二次測的一端連接；所述第二標準電流電壓轉換器的低電位端和所述被測電流電壓轉換器的低電位端相連，所述第二標準電流電壓轉換器的高電位端和所述被測電流電壓轉換器的高電位端之間連入所述指零儀。
[0013]可選的，所述電流源為連續可調的電流源。
[0014]可選的，所述第二電流比例標準器、所述第三電流比例標準器和所述第四電流比例標準器的比例范圍均為1～1000，最大允許誤差均優于
±5×
10
?7。
[0015]可選的，所述可調電流比例變換裝置的一次繞組匝數連續可調，二次繞組匝數固定。
[0016]可選的，所述第二標準電流電壓轉換器、所述第三標準電流電壓轉換器和所述第四標準電流電壓轉換器的轉換系數的標稱值均在1mV/A～10V/A范圍內。
[0017]可選的，所述第一電壓測試設備、所述第二電壓測試設備、所述第三電壓測試設備和所述第四電壓測試設備為同一個電壓表。
[0018]本專利技術還提供了另一種電流系數測量裝置，包括第一單元、第二單元、第三單元、第四單元和第五單元；
[0019]所述第一單元包括電流源、第二電流比例標準器、第三電流比例標準器、第二標準電流電壓轉換器和第一電壓測試設備；所述電流源、所述第二電流比例標準器的一次側和所述第三電流比例標準器的一次側串聯；所述第二電流比例標準器的二次側和所述第二標準電流電壓轉換器串聯；所述第三電流比例標準器的二次側和被測電流電壓轉換器串聯；所述第二標準電流電壓轉換器的高電位端和所述被測電流電壓轉換器的高電位端相連，所述第二標準電流電壓轉換器的低電位端和所述本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種電流系數測量裝置，其特征在于，包括第一單元、第二單元、第三單元、第四單元和第五單元；所述第一單元包括電流源、第二電流比例標準器、第三電流比例標準器、第二標準電流電壓轉換器和第一電壓測試設備；所述電流源、所述第二電流比例標準器的一次側和所述第三電流比例標準器的一次側串聯；所述第二電流比例標準器的二次側和所述第二標準電流電壓轉換器串聯；所述第三電流比例標準器的二次側和被測電流電壓轉換器串聯；所述第二標準電流電壓轉換器的低電位端和所述被測電流電壓轉換器的低電位端相連，所述第二標準電流電壓轉換器的高電位端和所述被測電流電壓轉換器的高電位端之間連入所述第一電壓測試設備；所述第二單元包括所述電流源、第四電流比例標準器、第三標準電流電壓轉換器、第四標準電流電壓轉換器和第二電壓測試設備；所述電流源、所述第四電流比例標準器的一次側、所述第三標準電流電壓轉換器和所述第四標準電流電壓轉換器串聯，所述第三標準電流電壓轉換器和所述第四標準電流電壓轉換器相鄰；所述第四電流比例標準器的二次側和所述被測電流電壓轉換器串聯；所述第三標準電流電壓轉換器與所述第四標準電流電壓轉換器串聯后的低電位端和所述被測電流電壓轉換器的低電位端相連，所述第三標準電流電壓轉換器與所述第四標準電流電壓轉換器串聯后的高電位端和所述被測電流電壓轉換器的高電位端之間連入所述第二電壓測試設備；所述第三電流比例標準器的比例和所述第四電流比例標準器的比例不相等；所述第三單元包括所述電流源、所述第三電流比例標準器、所述第三標準電流電壓轉換器和第三電壓測試設備；所述電流源、所述第三電流比例標準器的一次側和所述第三標準電流電壓轉換器串聯；所述第三電流比例標準器的二次側和所述被測電流電壓轉換器串聯；所述第三標準電流電壓轉換器的低電位端和所述被測電流電壓轉換器的低電位端相連，所述第三標準電流電壓轉換器的高電位端和所述被測電流電壓轉換器的高電位端之間連入所述第三電壓測試設備；所述第四單元包括所述電流源、所述第三電流比例標準器、所述第四標準電流電壓轉換器和第四電壓測試設備；所述電流源、所述第三電流比例標準器的一次側和所述第四標準電流電壓轉換器串聯；所述第三電流比例標準器的二次側和所述被測電流電壓轉換器串聯；所述第四標準電流電壓轉換器的低電位端和所述被測電流電壓轉換器的低電位端相連，所述第四標準電流電壓轉換器的高電位端和所述被測電流電壓轉換器的高電位端之間連入所述第四電壓測試設備；所述第五單元包括所述電流源、所述第二電流比例標準器、可調電流比例變換裝置、所述第二標準電流電壓轉換器和指零儀；所述電流源和所述第二電流比例標準器的一次測串聯；所述第二電流比例標準器的二次測和所述可調電流比例變換裝置的一次測串聯；所述可調電流比例變換裝置的二次側和所述被測電流電壓轉換器串聯；所述第二標準電流電壓轉換器的高電位端和所述第二電流比例標準器的二次測的一端連接；所述第二標準電流電壓轉換器的低電位端和所述被測電流電壓轉換器的低電位端相連，所述第二標準電流電壓轉換器的高電位端和所述被測電流電壓轉換器的高電位端之間連入所述指零儀。2.如權利要求1所述的一種電流系數測量裝置，其特征在于，所述電流源為連續可調的電流源。
3.如權利要求1所述的一種電流系數測量裝置，其特征在于，所述第二電流比例標準器、所述第三電流比例標準器和所述第四電流比例標準器的比例范圍均為1～1000，最大允許誤差均優于
±5×
10
?7。4.如權利要求1所述的一種電流系數測量裝置，其特征在于，所述可調電流比例變換裝置的一次繞組匝數連續可調，二次繞組匝數固定。5.如權利要求1所述的一種電流系數測量裝置，其特征在于，所述第二標準電流電壓轉換器、所述第三標準電流電壓轉換器和所述第四標準電流電壓轉換器的轉換系數的標稱值均在1mV/A～10V/A范圍內。6.如權利要求1所述的一種電流系數測量裝置，其特征在于，所述第一電壓測試設備、所述第二電壓測試設備、所述第三電壓測試設備和所述第四電壓測試設備為同一個電壓表。7.一種電流系數測量裝置，其特征在于，包括第一單元、第二單元、第三單元、第四單元和第五單元；所述第一單元包括電流源、第二電流比例標準器、第三電流比例標準器、第二標準電流電壓轉換器和第一電壓測試設備；所述電流源、所述第二電流比例標準器的一次側和所述第三電流比例標準器的一次...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周力任，朱力，耿驥，秦毅，潘洋，
申請(專利權)人：上海市計量測試技術研究院，
類型：發明
國別省市：