测量仪器中的检定线路的应用

检定线路中的调节设各应能在被检表的量程范围内均匀地调节电流、电压数值，检定线路的损耗应小，操作应方便、安全可靠。

（1）直流比较法检定线路 图1是检定电流表的原理线路。图中，A0为标准电流表，Ax为被检电流表。图1（a）中，A0直接与Ax串联，通过调节调节设备可变电阻（交直流）或调压器（交流），使两块表流过被检表的被检分度线所对应的电流，于是，电流的实际值I0可根据标准表的示值用式（9－1）计算

I0＝Ci（A＋c） （9－1）

式中 A——标准表的示值，分度；

Ci——标准表的额定分度值，A／分度；

C——标准表的示值更正值，分度，若不考虑更正，则C＝0（下同）。

图1 检定电流表的原理线路图

图1（b）是检定量程较大的被检电流表的线路。电流互感器的初级与被检表串联，标准电流表接电流互感器的次级，以此扩大标准表的量程。于是，被检电流的实际值I0为

I0＝Ci（A＋C）ki （9－2）

式中 ki——电流互感器的互感系数；

A——标准表的示值，分度；

Ci——标准表的额定分度值，A／分度；

C——标准表的示值更正值，分度，若不考虑更正，则C＝0。

图2是检定电压表的原理线路。图中，V0为标准电压表，Vx为被检电压表。图2（a）中，V0直接与vx并联；图2（b）中，叽通过电压互感器与vx并联，以扩大标准表的量程。于是，被检电压的实际值U0可根据标准电压表的示值求得。

图2 检定电压表的原理线路图

对于图2（a）线路

U0＝Cu（A＋C） （9－3）

对于图2（b）线路

U0＝Cu（A＋C）ku （9－4）

式中 Cu——标准电压表额定分度值，V／分度；

A——标准电压表的示值，分度；

C——标准表的示值更正值，分度；

ku——电流互感器的互感系数。

图3是检定单相功率表的原理线路图。图中，W0为标准功率表，Wx为被检功率表。Wo、Wx的电流线圈串联，W0、Wx的电压支路并联。为了减少电能消耗，采用“虚负载法”，即功率表的电压、电流分别供电，并不接真实负载。调节调压器T1、T2和T3、T4，可改变电流线圈流过的电流和电压支路两端所加的电压。电压与电流之间的相位可通过调节移相器T∮加以改变。因为线路中接有移相器，故可用来检定低功率因数功率表。图中的电压表、电流表用来监视线路中的电压、电流。被检

图3 检定单相功率表的原理线路图

表示值的实际值P0为

P0＝Cw（A＋C） （9－5）

式中 Cw——标准有功功率表的额定分度值，w／分度；

A——标准有功功率表的示值，分度；

C——标准有功功率表指示器所指分度的更正值，分度。

检定三相有功功率表和无功功率表的线路与方法较复杂，专业性较强。关于这方面的内容可查阅功率表的相关检定规程。

（2）直流补偿法检定线路 用直流补偿法检定电压表的线路如图4所示。图4（a）用来检定测量上限低于电位差计测量上限，且在检定时能用上电位差计的第一只十进盘的被检电压表线路。当被检电压表测量上限超过电位差计测量上限时，则应采用图4（b）所示线路，用电位差计测量分压箱分压后的输出电压。电压示值的实际电压U0为

U0＝KNu （9－6）

式中 k——分压箱的分压系数；

Nu——电位差计的示值。

图4 用直流补偿法检定电压表的线路

用直流补偿法检定电流表的线路如图所示。标准电阻电位端钮间的电压用电位差计测量。被检电流表示值的实际值I0为

I0=Ni/R0 （9－7）

图5 用直流补偿法检定

式中 Ni——电位差计的示值；

R0——标准电阻的阻值。

具体选择时，应使最大被检电流在其两端产生的压降小于电位差计的测量上限，但应用上第一个十进盘；标准电阻上消耗的功率应低于允许值。

用直流补偿法检定有功功率表的线路如图6所示，它由检定电压表和电流表的线路组合而成。检定步骤如下。

图6 用直流补偿法检定有功

选择合适的分压箱分压比，根据监视电压表的示值调节电压，使其等于有功功率表的额定电压。然后，将开关S倒向分压箱方向，用电位差计准确地测量电压。

改变有功功率表串联线路中的电流，使其指示器指在被检的分度线上。然后，将开关S倒向标准电阻方向，用电位差计测量标准电阻上的电压，以确定流过被检表的电流。为使测量准确，再将开关S倒向分压箱方向，用电位差计再次测量电压，并求出两次测量结果的平均值Nu。于是，被检功率表示值的实际值P0为

P0=KNiNu/R0 （9－8）

式中 k——分压箱的分压系数；

Ni——用电位差计测出的标准电阻上的电压，V；

Nu——用电位差计测出的分压箱次端的电压平均值，V；

R0——标准电阻的电阻值，Ω。

（3）数字电压表法检定线路 用数字电压表检定电压表、电流表、功率表的线路和示值实际值的计算公式与用直流补偿法检定的线路和计算公式相似。需要注意的是，数字电压表的输入阻抗应比标准电阻的阻值或分压箱与数字表并接部分的阻值大10000倍，以消除加载影响；数字电压表的零电流造成的误差不应超过被检仪表的基本误差的1／10。

（4）热电比较法检定线路 热电比较法检定是依靠交直流转换误差非常小的热电变换器将被测的交流电量和已知的直流电量进行比较，从而实现准确检定交流电表的目的。图7、图8和图9分别是用这种方法检定交流电压表、电流表和功率表的线路图。

图7示出的检定电压表的线路中，热电比较仪由热电变换器、附加电阻R4、R5及测量热电势Et的仪器（或电位差计）组成，⊙为输出可以调节的交流电源。

图7 用热电比较法检定电压表的线路图

检定过程：选择与热电变换器加热丝串联的附加电阻，使在检定仪表上限时通过加热丝的电流约等于加热丝的额定电流。将开关S置于位置“1”，将热电变换器的加热丝接人交流电路（被检表也接在交流电路中）。调节交流电压，使被检电压表的指示器指在被检分度线上，用热电比较仪里的仪器或电位差计测出热电变换器产生的热电势值Et。然后，将开关S置于位置“2”，使热电变换器的加热丝接人直流电路。调节电阻R1、R2、R3，以此改变直流电压，使热电变换器产生的热电势与接人交流电路时的热电势Et相等。用直流电位差计测出这时的直流电压值。于是，电压表在被检示值上的电压实际值U0（交流有效值）为

U0＝kNu （9－9）

式中 k——分压箱的分压系数；

Nu——用电位差计测出的分压箱次端的电压平均值，V。

图8中，热电比较仪由热电变换器、分流器R3及测量热电势Et的仪器（或电位差计）组成。其检定步骤与检定电压表的步骤相似，即调节分流器电阻R3，使流过加热丝的电流在检定仪表上限时不超过额定值；将开关S倒向交流侧，调节交流电流至被检电流表的某一被检示值上，用热电比较仪里的仪器或电位差计测出热电变换器产生的热电势值Et。然后，再将S倒向直流侧，调节直流电流，使热电变换器产生的热电势值同交流时产生的热电势值相等，用电位差计测出直流电流值。于是，电流表在被检示值上的电流实际值I0为

I0=Ni/R0 （9－10）

图8 用热电比较法检定电流表的线路图

式中 Ni——用电位差计测出的标准电阻上的电压，V；

R0——标准电阻的电阻值，Ω。

图9检定功率表的线路中，被检功率表Wx的电流和电压分别由单独电源供给。E1、E2为直流电源，分别提供直流电压和直流电流；E3和E4为交流电源，分别提供可调的交流电压、交流电流。虚线框内的热电比较仪由两个对接的热电变换器等组成，框内仪器或电位差计测出的热电势为两个热电变换器的热电势之差。只要测量之前先对热电比较仪进行电流平衡和电压平衡，使两个对接的热电变换器产生的热电势相等，则正式检定时测得的热电势之差将正比于被检功率表的实际功率值（直流功率或交流功率）。

图9 用热电比较法检定功率表的线路图

检定cos∮＝1的功率表的检定步骤如下。

首先将热电比较仪和被检功率表Wx都接入交流电源，调节交流电流和交流电压，使之分别等于被检功率表的电流和电压的额定值，并保持不变；调节交流电流和交流电压之间的相位角，使被检功率表满偏（cos∮＝1）。接着，可用热电比较仪中的仪器或电位差计测量两个热电变换器的热电势之差Et；最后将热电比较仪接入直流电路，用仪器或电位差计分别测出使热电变换器产生与交流时相同的输出Et的直流电压和直流电流。于是，功率奉在被检示值上的功率实际值P0为

P0＝kNuNi/R0 （9—11）

式中 k——分压箱的分压系数；

Nu——用电位差计测出的分压箱次端的电压平均值，V；

Ni——用电位差计测出的标准电阻上的电压，V；

R0——标准电阻的电阻值，Ω。

检定负载功率因数对被检功率表影响的步骤与上述步骤基本相同。主要差别在于：将被检功率表接人交流电路时，在额定电压及额定电流下改变电压和电流间的相位角，使被检功率表指示器偏转到测量上限值的1／2示值处（cos∮＝o．5）。接人直流时，使电压等于额定值，电流减少1／2，即可产生相同功率。