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隨著工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展，鉗形電流表大量應(yīng)用于科研生產(chǎn)當(dāng)中。由于它不需要斷開電流回路，只需用鉗頭夾住電流回路的導(dǎo)線，就可以直接測(cè)量回路中的電流，使用非常的方便。現(xiàn)代的鉗表，既可以通過互感器原理測(cè)量交流電流，也可以通過霍爾元件實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電流的測(cè)量，不僅成百上千安培的大電流可以測(cè)量，如今毫安級(jí)的環(huán)路小電流也可以精確測(cè)量，同時(shí)不少鉗形表還兼有電壓測(cè)量和電阻測(cè)量功能，所以其應(yīng)用越來越廣泛。隨著鉗形表使用越來越多，送檢量也越來越大。

如何校準(zhǔn)鉗形電流表？校準(zhǔn)鉗形表時(shí)，首先要根據(jù)被檢表和校準(zhǔn)器的不確定度指標(biāo)的比率是否大于3:1，即TUR>3，來判斷校準(zhǔn)器是否可以滿足被檢表校準(zhǔn)的要求。滿足要求時(shí)方可開展校準(zhǔn)工作。

鉗形電流表校準(zhǔn)時(shí)的測(cè)量不確定度可以劃分為A類和B類不確定度，其中A類不確定度來源于對(duì)鉗形表測(cè)量結(jié)果的抖動(dòng)性和重復(fù)性的統(tǒng)計(jì)分析，B類不確定度來源于校準(zhǔn)所用標(biāo)準(zhǔn)器的指標(biāo)、被檢表讀數(shù)分辨力、引線誤差、環(huán)境溫度影響等。

測(cè)量不確定度分析中，標(biāo)準(zhǔn)器的不確定度分量不同，且計(jì)算過程相對(duì)復(fù)雜，因此，這里著重對(duì)這部分內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)說明。由于鉗形電流表測(cè)量范圍很寬，不同的測(cè)量范圍，在標(biāo)準(zhǔn)器的選擇上也不同，毫安級(jí)直流鉗形表用單臺(tái)校準(zhǔn)源即可校準(zhǔn)，1000A以下鉗形表需要校準(zhǔn)源加校準(zhǔn)線圈，1000A以上大電流鉗形表則需要校準(zhǔn)器、校準(zhǔn)線圈及電流放大器。下面逐一對(duì)這三種校準(zhǔn)方案的標(biāo)準(zhǔn)的不確定度進(jìn)行分析。

鉗形表校準(zhǔn)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)器的不確定度

1.毫安級(jí)直流鉗形表的校準(zhǔn)

1.1校準(zhǔn)方法

毫安級(jí)直流鉗形表多用于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)變送器4-20mA直流電流的測(cè)量，例如福祿克的771/772/773，它們一般采用霍爾元件進(jìn)行測(cè)量，電流測(cè)量范圍是從0~100mA，鉗口很小，可以選用比較流行的Fluke 5500A、5502A、5520A、5522A等多產(chǎn)品校準(zhǔn)器直接校準(zhǔn)。如圖所示，將福祿克55xxA系列校準(zhǔn)器的電流端的HI和LO端用一根導(dǎo)線直接連接起來，構(gòu)成一個(gè)單匝線圈，然后用鉗表鉗頭直接夾住電流導(dǎo)線，設(shè)置55xxA輸出鉗形表測(cè)量范圍的mA電流，就可以校準(zhǔn)這些鉗形表了。

1.2標(biāo)準(zhǔn)器不確定度分析

我們以Fluke 772 做被檢鉗形表，并選擇Fluke 5522A做校準(zhǔn)器來看一下它們之間的TUR。查閱Fluke 772說明書可知它的直流電流測(cè)量準(zhǔn)確度是±(0.2%讀數(shù)+5個(gè)字)(0~20.99mA)和±(1%讀數(shù)+5個(gè)字)(21.0~100.0mA)。當(dāng)校準(zhǔn)點(diǎn)是直流20mA時(shí)，772鉗形表此時(shí)的分辨力是0.01mA，1年準(zhǔn)確度是±(20*0.2%+0.05)=±0.09mA。由于772 鉗表鉗口的直徑很小，剛好容納下電流輸出導(dǎo)線，此時(shí)導(dǎo)線構(gòu)成的單匝線圈的不確定度可以忽略，校準(zhǔn)系統(tǒng)的不確定度主要是校準(zhǔn)器5522A的直流電流輸出不確定度。5522A在輸出20mA電流時(shí)的1年不確定度指標(biāo)是±(100ppm輸出+0.25μA)，99%置信度水平，即±(100ppm*20mA+0.25μA)=±0.00225mA。

B類不確定度的一個(gè)分量uB1來自于校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，此例即5522A的20mA輸出的1年總不確定度，因此：

以上是毫安級(jí)直流鉗形表的校準(zhǔn)，為了更細(xì)致地分析鉗形電流表校準(zhǔn)時(shí)的測(cè)量不確定度，我們會(huì)分三回詳細(xì)講解相關(guān)知識(shí)和應(yīng)用。

下回的應(yīng)用文章中將介紹：

• 1000A以下鉗形電流表的校準(zhǔn)

• 1000A以上大電流鉗形表的校準(zhǔn)