測(cè)量?jī)x器中的檢定線路的應(yīng)用

檢定線路中的調(diào)節(jié)設(shè)各應(yīng)能在被檢表的量程范圍內(nèi)均勻地調(diào)節(jié)電流、電壓數(shù)值，檢定線路的損耗應(yīng)小，操作應(yīng)方便、安全可靠。

（1）直流比較法檢定線路 圖1是檢定電流表的原理線路。圖中，A0為標(biāo)準(zhǔn)電流表，Ax為被檢電流表。圖1（a）中，A0直接與Ax串聯(lián)，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)設(shè)備可變電阻（交直流）或調(diào)壓器（交流），使兩塊表流過被檢表的被檢分度線所對(duì)應(yīng)的電流，于是，電流的實(shí)際值I0可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)表的示值用式（9－1）計(jì)算

I0＝Ci（A＋c） （9－1）

式中 A——標(biāo)準(zhǔn)表的示值，分度；

Ci——標(biāo)準(zhǔn)表的額定分度值，A／分度；

C——標(biāo)準(zhǔn)表的示值更正值，分度，若不考慮更正，則C＝0（下同）。

圖1 檢定電流表的原理線路圖

圖1（b）是檢定量程較大的被檢電流表的線路。電流互感器的初級(jí)與被檢表串聯(lián)，標(biāo)準(zhǔn)電流表接電流互感器的次級(jí)，以此擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)表的量程。于是，被檢電流的實(shí)際值I0為

I0＝Ci（A＋C）ki （9－2）

式中 ki——電流互感器的互感系數(shù)；

A——標(biāo)準(zhǔn)表的示值，分度；

Ci——標(biāo)準(zhǔn)表的額定分度值，A／分度；

C——標(biāo)準(zhǔn)表的示值更正值，分度，若不考慮更正，則C＝0。

圖2是檢定電壓表的原理線路。圖中，V0為標(biāo)準(zhǔn)電壓表，Vx為被檢電壓表。圖2（a）中，V0直接與vx并聯(lián)；圖2（b）中，嘰通過電壓互感器與vx并聯(lián)，以擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)表的量程。于是，被檢電壓的實(shí)際值U0可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電壓表的示值求得。

圖2 檢定電壓表的原理線路圖

對(duì)于圖2（a）線路

U0＝Cu（A＋C） （9－3）

對(duì)于圖2（b）線路

U0＝Cu（A＋C）ku （9－4）

式中 Cu——標(biāo)準(zhǔn)電壓表額定分度值，V／分度；

A——標(biāo)準(zhǔn)電壓表的示值，分度；

C——標(biāo)準(zhǔn)表的示值更正值，分度；

ku——電流互感器的互感系數(shù)。

圖3是檢定單相功率表的原理線路圖。圖中，W0為標(biāo)準(zhǔn)功率表，Wx為被檢功率表。Wo、Wx的電流線圈串聯(lián)，W0、Wx的電壓支路并聯(lián)。為了減少電能消耗，采用“虛負(fù)載法”，即功率表的電壓、電流分別供電，并不接真實(shí)負(fù)載。調(diào)節(jié)調(diào)壓器T1、T2和T3、T4，可改變電流線圈流過的電流和電壓支路兩端所加的電壓。電壓與電流之間的相位可通過調(diào)節(jié)移相器T∮加以改變。因?yàn)榫€路中接有移相器，故可用來檢定低功率因數(shù)功率表。圖中的電壓表、電流表用來監(jiān)視線路中的電壓、電流。被檢

圖3 檢定單相功率表的原理線路圖

表示值的實(shí)際值P0為

P0＝Cw（A＋C） （9－5）

式中 Cw——標(biāo)準(zhǔn)有功功率表的額定分度值，w／分度；

A——標(biāo)準(zhǔn)有功功率表的示值，分度；

C——標(biāo)準(zhǔn)有功功率表指示器所指分度的更正值，分度。

檢定三相有功功率表和無功功率表的線路與方法較復(fù)雜，專業(yè)性較強(qiáng)。關(guān)于這方面的內(nèi)容可查閱功率表的相關(guān)檢定規(guī)程。

（2）直流補(bǔ)償法檢定線路 用直流補(bǔ)償法檢定電壓表的線路如圖4所示。圖4（a）用來檢定測(cè)量上限低于電位差計(jì)測(cè)量上限，且在檢定時(shí)能用上電位差計(jì)的第一只十進(jìn)盤的被檢電壓表線路。當(dāng)被檢電壓表測(cè)量上限超過電位差計(jì)測(cè)量上限時(shí)，則應(yīng)采用圖4（b）所示線路，用電位差計(jì)測(cè)量分壓箱分壓后的輸出電壓。電壓示值的實(shí)際電壓U0為

U0＝KNu （9－6）

式中 k——分壓箱的分壓系數(shù)；

Nu——電位差計(jì)的示值。

圖4 用直流補(bǔ)償法檢定電壓表的線路

用直流補(bǔ)償法檢定電流表的線路如圖所示。標(biāo)準(zhǔn)電阻電位端鈕間的電壓用電位差計(jì)測(cè)量。被檢電流表示值的實(shí)際值I0為

I0=Ni/R0 （9－7）

圖5 用直流補(bǔ)償法檢定

式中 Ni——電位差計(jì)的示值；

R0——標(biāo)準(zhǔn)電阻的阻值。

具體選擇時(shí)，應(yīng)使最大被檢電流在其兩端產(chǎn)生的壓降小于電位差計(jì)的測(cè)量上限，但應(yīng)用上第一個(gè)十進(jìn)盤；標(biāo)準(zhǔn)電阻上消耗的功率應(yīng)低于允許值。

用直流補(bǔ)償法檢定有功功率表的線路如圖6所示，它由檢定電壓表和電流表的線路組合而成。檢定步驟如下。

圖6 用直流補(bǔ)償法檢定有功

選擇合適的分壓箱分壓比，根據(jù)監(jiān)視電壓表的示值調(diào)節(jié)電壓，使其等于有功功率表的額定電壓。然后，將開關(guān)S倒向分壓箱方向，用電位差計(jì)準(zhǔn)確地測(cè)量電壓。

改變有功功率表串聯(lián)線路中的電流，使其指示器指在被檢的分度線上。然后，將開關(guān)S倒向標(biāo)準(zhǔn)電阻方向，用電位差計(jì)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)電阻上的電壓，以確定流過被檢表的電流。為使測(cè)量準(zhǔn)確，再將開關(guān)S倒向分壓箱方向，用電位差計(jì)再次測(cè)量電壓，并求出兩次測(cè)量結(jié)果的平均值Nu。于是，被檢功率表示值的實(shí)際值P0為

P0=KNiNu/R0 （9－8）

式中 k——分壓箱的分壓系數(shù)；

Ni——用電位差計(jì)測(cè)出的標(biāo)準(zhǔn)電阻上的電壓，V；

Nu——用電位差計(jì)測(cè)出的分壓箱次端的電壓平均值，V；

R0——標(biāo)準(zhǔn)電阻的電阻值，Ω。

（3）數(shù)字電壓表法檢定線路 用數(shù)字電壓表檢定電壓表、電流表、功率表的線路和示值實(shí)際值的計(jì)算公式與用直流補(bǔ)償法檢定的線路和計(jì)算公式相似。需要注意的是，數(shù)字電壓表的輸入阻抗應(yīng)比標(biāo)準(zhǔn)電阻的阻值或分壓箱與數(shù)字表并接部分的阻值大10000倍，以消除加載影響；數(shù)字電壓表的零電流造成的誤差不應(yīng)超過被檢儀表的基本誤差的1／10。

（4）熱電比較法檢定線路 熱電比較法檢定是依靠交直流轉(zhuǎn)換誤差非常小的熱電變換器將被測(cè)的交流電量和已知的直流電量進(jìn)行比較，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確檢定交流電表的目的。圖7、圖8和圖9分別是用這種方法檢定交流電壓表、電流表和功率表的線路圖。

圖7示出的檢定電壓表的線路中，熱電比較儀由熱電變換器、附加電阻R4、R5及測(cè)量熱電勢(shì)Et的儀器（或電位差計(jì)）組成，⊙為輸出可以調(diào)節(jié)的交流電源。

圖7 用熱電比較法檢定電壓表的線路圖

檢定過程：選擇與熱電變換器加熱絲串聯(lián)的附加電阻，使在檢定儀表上限時(shí)通過加熱絲的電流約等于加熱絲的額定電流。將開關(guān)S置于位置“1”，將熱電變換器的加熱絲接人交流電路（被檢表也接在交流電路中）。調(diào)節(jié)交流電壓，使被檢電壓表的指示器指在被檢分度線上，用熱電比較儀里的儀器或電位差計(jì)測(cè)出熱電變換器產(chǎn)生的熱電勢(shì)值Et。然后，將開關(guān)S置于位置“2”，使熱電變換器的加熱絲接人直流電路。調(diào)節(jié)電阻R1、R2、R3，以此改變直流電壓，使熱電變換器產(chǎn)生的熱電勢(shì)與接人交流電路時(shí)的熱電勢(shì)Et相等。用直流電位差計(jì)測(cè)出這時(shí)的直流電壓值。于是，電壓表在被檢示值上的電壓實(shí)際值U0（交流有效值）為

U0＝kNu （9－9）

式中 k——分壓箱的分壓系數(shù)；

Nu——用電位差計(jì)測(cè)出的分壓箱次端的電壓平均值，V。

圖8中，熱電比較儀由熱電變換器、分流器R3及測(cè)量熱電勢(shì)Et的儀器（或電位差計(jì)）組成。其檢定步驟與檢定電壓表的步驟相似，即調(diào)節(jié)分流器電阻R3，使流過加熱絲的電流在檢定儀表上限時(shí)不超過額定值；將開關(guān)S倒向交流側(cè)，調(diào)節(jié)交流電流至被檢電流表的某一被檢示值上，用熱電比較儀里的儀器或電位差計(jì)測(cè)出熱電變換器產(chǎn)生的熱電勢(shì)值Et。然后，再將S倒向直流側(cè)，調(diào)節(jié)直流電流，使熱電變換器產(chǎn)生的熱電勢(shì)值同交流時(shí)產(chǎn)生的熱電勢(shì)值相等，用電位差計(jì)測(cè)出直流電流值。于是，電流表在被檢示值上的電流實(shí)際值I0為

I0=Ni/R0 （9－10）

圖8 用熱電比較法檢定電流表的線路圖

式中 Ni——用電位差計(jì)測(cè)出的標(biāo)準(zhǔn)電阻上的電壓，V；

R0——標(biāo)準(zhǔn)電阻的電阻值，Ω。

圖9檢定功率表的線路中，被檢功率表Wx的電流和電壓分別由單獨(dú)電源供給。E1、E2為直流電源，分別提供直流電壓和直流電流；E3和E4為交流電源，分別提供可調(diào)的交流電壓、交流電流。虛線框內(nèi)的熱電比較儀由兩個(gè)對(duì)接的熱電變換器等組成，框內(nèi)儀器或電位差計(jì)測(cè)出的熱電勢(shì)為兩個(gè)熱電變換器的熱電勢(shì)之差。只要測(cè)量之前先對(duì)熱電比較儀進(jìn)行電流平衡和電壓平衡，使兩個(gè)對(duì)接的熱電變換器產(chǎn)生的熱電勢(shì)相等，則正式檢定時(shí)測(cè)得的熱電勢(shì)之差將正比于被檢功率表的實(shí)際功率值（直流功率或交流功率）。

圖9 用熱電比較法檢定功率表的線路圖

檢定cos∮＝1的功率表的檢定步驟如下。

首先將熱電比較儀和被檢功率表Wx都接入交流電源，調(diào)節(jié)交流電流和交流電壓，使之分別等于被檢功率表的電流和電壓的額定值，并保持不變；調(diào)節(jié)交流電流和交流電壓之間的相位角，使被檢功率表滿偏（cos∮＝1）。接著，可用熱電比較儀中的儀器或電位差計(jì)測(cè)量?jī)蓚€(gè)熱電變換器的熱電勢(shì)之差Et；最后將熱電比較儀接入直流電路，用儀器或電位差計(jì)分別測(cè)出使熱電變換器產(chǎn)生與交流時(shí)相同的輸出Et的直流電壓和直流電流。于是，功率奉在被檢示值上的功率實(shí)際值P0為

P0＝kNuNi/R0 （9—11）

式中 k——分壓箱的分壓系數(shù)；

Nu——用電位差計(jì)測(cè)出的分壓箱次端的電壓平均值，V；

Ni——用電位差計(jì)測(cè)出的標(biāo)準(zhǔn)電阻上的電壓，V；

R0——標(biāo)準(zhǔn)電阻的電阻值，Ω。

檢定負(fù)載功率因數(shù)對(duì)被檢功率表影響的步驟與上述步驟基本相同。主要差別在于：將被檢功率表接人交流電路時(shí)，在額定電壓及額定電流下改變電壓和電流間的相位角，使被檢功率表指示器偏轉(zhuǎn)到測(cè)量上限值的1／2示值處（cos∮＝o．5）。接人直流時(shí)，使電壓等于額定值，電流減少1／2，即可產(chǎn)生相同功率。