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电量传感器的角差、比差与复合误差

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  • 发布时间:2013/11/3 11:06:42
  • 作者:AnyWay中国

电量传感器比差

  比差是电量传感器用于测量电压、电流时的误差,比差是由于电量传感器实际变比与额定变比不相等造成的。

  比差一般用百分数表示:

  电流传感器比差=(100(KnIs-Ip)/Ip)%;Kn为额定变比,Ip为一次电流,Is为实际测量条件下一次电流为Ip时的二次电流。

  电压传感器比差=(100(KnUs-Up)/Up)%;Kn为额定变比,Up为一次电压,Us为实际测量条件下一次电压为Up时的二次电压。

电量传感器角差

  角差是电量传感器一次电量与二次电量向量的相位差。

  角差用参考频率下的正弦电量衡量。

  理想电量传感器角差为零,或者与频率成正比关系。

  电量传感器测量非正弦电量时,角差直接决定其输出是否失真及失真的程度。角差为零的电量传感器,输出不失真。角差不为零,但与频率成正比关系的电量传感器,输出不失真但有固定延时。

  角差习惯用度(°)或分(′)表示,但是,与比差一起用于判断电量传感器误差时,用厘弧度(rcad)表示。

电量传感器复合误差

  电量传感器复合误差等于额定一次电量(电压或电流)与额定二次电量乘以变比后数值的差值的在一个信号周期内的方均根值。

  电量传感器的准确度试验中,采用微差法测量时,标准传感器与被检传感器的输出电压或电流的差值的有效值就是电量传感器的复合误差

  图1为电流互感器的角差、比差及复合误差的微差法检定线路图,同样适用于其它电流传感器,关键在于能否获得与被检电流传感器相同变比的标准电流传感器。

电流传感器的角差、比差及复合误差的微差法检定线路图

图1 电流传感器的角差、比差及复合误差的微差法检定线路图

  电量传感器复合误差由电量传感器比差和电量传感器角差引起,在数值上等于比差和角差的方和根。当复合误差和比差用小数表示时,角差用弧度(rad)表示;当复合误差和比差用百分数表示时,角差用厘弧度(rcad)表示。

电量传感器角差的重要性

  电量传感器用于测量独立的电压、电流时,一般只关注其比差,而不关注角差,因此,常见的霍尔电压传感器及霍尔电流传感器等均不标称角差指标。

  电量传感器用于测量功率时,角差是影响功率测量准确度的重要指标,因此,用于电能计量或功率测量的电压、电流互感器都有明确的角差指标。“JJG_313-2010 测量用电流互感器检定规程”规定,额定频率和额定电流下,0.2级电流互感器的比差限值为0.2%,角差限值为10′。

  正弦电路中:

  P=UIcosφ    (1)

  即有功功率的测量误差由电压测量比差△U/U、电流测量比差△I/I、电压电流的角差之和△φ共同决定。

  对式(1)的的左右两侧同时求偏导,可得:

  △P/P=△U/U+△I/I+tanφ△φ

  比差对功率测量的误差传递系数为1,而角差对功率测量的误差传递系数是一个变量(tanφ),φ趋于±90°时,功率因数趋于零,tanφ趋于无穷大。

  可见,在低功率因数下,传感器角差是影响功率测量准确度的决定性因数。