使用6100a功率标准源校准电能表-福禄克.pdfVIP

使用 6100A 功率标准源校准电能表 应 用 指 南 在过去的几年里，精确校准电能的意义 变得日益重要。随着政府管制范围的缩小， 加剧的竞争和更多跨电网供电输送的出现， 进行更多更频繁的高准确度测量的必要性变 得空前重要。因而，电能的供应商与消费者 双方都想明确他们发送的或者消耗的电能与 他们预期的是否一致。所以，电能表的校准 如今在多数国家里是强制性的。 然而，直到不久之前，电能表的校准一 直是一项需要一系列的测试仪器联合才可完 成的工作，包括电压源、电流源、参考电能 表和脉冲比较器等。这本身不但对整个电能 表校准过程的不确定度有不利影响，并且其 实行和维护也是昂贵的。 出于对以上的考虑，福禄克公司新近推 出了 6100A 功率标准的‘电能校准’选件。 本篇旨在介绍怎样抛开前述的众多的仪器而仅使用 6100A 准确地校准电能表，从而降低测试维护费 用并使测量的不确定度得以优化。 电能表校准基本程序 电能测量仪器的校准和其它仪器的校准并无区别。给被测仪器提供被校参数的一个已知量值，观测 被校仪器以确定该校准参数的测量值。将该测量值与提供的已知量值相比较，计算测量误差。 几乎没有例外，电能表都是使用产生脉冲的技术以表示其所测得的电能值。每个脉冲代表一定数量的瓦 时（watt-hours ）数（或VAhour ，var-hour 等）。这些脉冲通过以下几种方式从仪表向外传输： 1．对于老式的电能表，电能是通过计算旋转的金属盘上色标转过的次数来记录的； 2 ．通过 LED 的闪烁次数表示； 3 ． 以直流电平输出（典型的TTL ）； 4 ． 时下新型的电能表甚至使用了诸如以太网或蓝牙接口等高级报告机制。 由于电能表用于测量很大范围的电能，从瓦时到吉瓦时，发出的脉冲可能代表不同数量的电能。这 个电能的数量是由生产商指定的，称作仪表常数（有时用 k 表示）。例如，某一块电能表可能每千瓦时 产生 100 个脉冲，而另外一块则是每兆瓦时产生相同数量的脉冲。无论其各自的标准是怎样的，电能表 校准系统必须具有能够在系统内部设定这一常数以便通过脉冲数量正确计算电能量值的能力。 电能表校准方法 典型的电能表校准通过比较法测量技术来实现。已知量值的电能同时提供给参考电能表和被测单元 （UUT ），然后将参考电能表的读数与被测单元的读数相比较计算出误差。通常完成校准需要以下三个 分立的部分： 1 1． 电能源（功率源）； 2 ．参考电能表； 3 ． 同时分别累计来自参 考电能表和被测单元的脉 冲并将二者比较且显示误 差的设备。 校准结构框图见图 1。 在这个结构中，6100A 被简单地用作电能源（电流 源和电压源），没有使用电 能校准选件所具有的其它 功能。 然而，6100A 电能校准 选件可以让使用者在进行 校准时不必再使用参考电 能表和（或）脉冲比较器， 可有效替代这两种仪器的功能。 图 1. 典型的电能表校准结构 用 6100A 取代参考电能表 参考电能表主要用于两种用途。首先，它用于提供一个可靠的具溯源性的源，其次，用于测量传输 的电能的实际量值。6100A 测量功率和计算时间的能力表明它能够高准确度的测量出它所传输的电能的 量值。因此，参考电能表的功能在此已经是多余的了。在这样的结构这中，仍然要使用脉冲比较器，这 是由于 6100A 能够取代参考电能表发送脉冲。为了模拟被测电能表的“k ”值，可以在程序中为 6100A 设定输出每单位电能时产生的脉冲数。这一校准结构见图 2 。 用 6100A 取代脉 冲比较器 6100A 的接收、累