JJF 1540-2015在线绕组温升测试仪校准规范-（高清版）.pdf

中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 5 4 02 0 1 5在在线绕组温升测试仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rO n l i n eT e s t e r so fW i n d i n gT e m p e r a t u r eR i s e 2 0 1 5-0 6-1 5发布2 0 1 5-0 9-1 5实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布在在线绕组温升测试仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rO n l i n eT e s t e r so fW i n d i n gT e m pe r a t u r eR i s eJ J F1 5 4 02 0 1 5 归 口 单 位:全国电磁计量技术委员会 主要起草单位:浙江省计量科学研究院中国计量科学研究院 参加起草单位:杭州总研电气有限公司江苏省计量科学研究院广东省计量科学研究院 本规范委托全国电磁计量技术委员会负责解释J J F1 5 4 02 0 1 5本规范主要起草人:罗 进(浙江省计量科学研究院)叶芬斌(杭州总研电气有限公司)邵海明(中国计量科学研究院)参加起草人:陈志明(浙江省计量科学研究院)樊 义(江苏省计量科学研究院)倪 巍(浙江省计量科学研究院)古 颖(广东省计量科学研究院)J J F1 5 4 02 0 1 5目目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 概述(1)4 计量特性(1)4.1 直流电阻(1)4.2 加载电压变化的影响量(1)5 校准条件(1)5.1 环境条件(1)5.2 供电电源(1)5.3 测量标准及其他设备(2)6 校准项目和校准方法(2)6.1 校准项目(2)6.2 校准方法(2)7 校准结果表达(4)8 复校时间间隔(4)附录A 校准原始记录格式(5)附录B 校准证书内页格式(6)附录C 校准证书校准结果页格式(7)附录D 电阻法测量温升计算公式(8)附录E 测量不确定度评定示例(9)J J F1 5 4 02 0 1 5引引 言本规范依据J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则编制。本规范的起草参照采用了以下国家标准的相关规定:G B7 5 5 旋转电机 定额和性能;G B4 7 0 6.1 家用和类似用途电器的安全 第1部分:通用要求;G B9 7 0 6.1 医用电气设备 第1部分:安全通用要求。本规范为首次制定。J J F1 5 4 02 0 1 5在线绕组温升测试仪校准规范1 范围本规范适用于工频(5 0H z或6 0H z)条件下的在线绕组温升测试仪(以下简称测试仪)电阻功能的校准。本规范不适用于变频在线绕组温升测试仪的校准。2 引用文件本规范引用了下列文件:G B7 5 5 旋转电机 定额和性能。G B4 7 0 6.1 家用和类似用途电器的安全 第1部分:通用要求。G B9 7 0 6.1 医用电气设备 第1部分:安全通用要求。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于该规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3 概述测试仪是一种用于测量电机和变压器等电工产品在带电工作状态时绕组温升的电子设备,主要由直流恒流源、滤波器、A/D转换器、光电隔离器和单片机等部件组成,广泛应用于医用电气、家用电器和农机设备等产品的绕组温升测量。测试仪属电阻测量仪器,其工作原理是通过内部恒流源输出直流电流至被测绕组,产生电压信号,经放大、A/D转换和C P U处理后送入显示电路,分别得到被测绕组电压未加载和加载时的电阻值,用电阻法测温(计算公式见附录D)得出被测绕组在加电工作一定时间的温升。4 计量特性4.1 直流电阻测试仪的直流电阻测量范围0.11 0k,最大允许误差不超过0.2%。4.2 加载电压变化的影响量在绕组带电状态下,加载电压变化对测试仪电阻示值的影响量不超过0.2%。注:以上所有技术指标不用于合格性判定,仅供参考。5 校准条件5.1 环境条件环境温度:2 05;相对湿度:3 5%7 5%。5.2 供电电源a)电压:2 2 0V2 2V;1J J F1 5 4 02 0 1 5b)频率:5 0H z 0.5H z;c)波形:正弦波,波形失真度不大于5%。5.3 测量标准及其他设备5.3.1 直流电阻器测量范围:1 0m1 0 0k;准确度等级:0.0 1级。5.3.2 标准电阻器阻值范围:12 0k,功率为3W;准确度等级:0.0 2级。5.3.3 其他辅助设备5.3.3.1 交流电压表测量范围0V1k V,准确度等级0.5级。5.3.3.2 变压器容量1k VA,最大输出电压5 0 0V。5.3.3.3 调压器容量5 0 0VA,0V2 5 0V连续可调。6 校准项目和校准方法6.1 校准项目校准项目一览表见表1。表1 校准项目一览表序号校准项目1直流电阻2加载电压变化的影响量6.2 校准方法6.2.1 校准前检查6.2.1.1 外观检查目视或手动操作,检查测试仪的外观,应符合以下要求:a)面板上文字、标志清晰可辨;b)外形结构完好,无影响正常工作的机械损伤;c)外露部件无松动。6.2.1.2 通电检查测试仪在校准环境下,放置不少于2h后开机预热,观察被校测试仪的显示功能。6.2.2 直流电阻校准点的选取原则,校准点应在量程的1 0%1 0 0%之间均匀选取;准确度最高的量程为基本量程。基本量程校准点不少于5个点,非基本量程选取1 0%、5 0%、1 0 0%(或附近值)3个校准点,或选取用户指定校准点。2J J F1 5 4 02 0 1 5采用四端法接线,如图1所示。将标准直流电阻器调至电阻值RN时,读取测试仪上电阻显示值RX,示值误差按公式(1)计算:=RX-RNRN1 0 0%(1)图1 测试仪直流电阻校准接线图 式中:被校测试仪示值误差;RX 被校测试仪读数,;RN 标准直流电阻器示值,。6.2.3 加载电压变化的影响量采用1k VA变压器次级绕组RL与标准电阻器Rm组成的校准装置。选取5 0%满量程作为校准点,也可选择电阻示值校准点之内的其他点。按图2方式接线,先将变压器次级绕组RL两端的加载电压调为0V(即未加载电压时),测试仪测得RL与Rm的直流电阻值之和为R0;然后将次级绕组RL两端的加载电压分别调为1 1 0V、2 2 0V和3 8 0V(也可根据要求选择其他电压),测试仪测得RL与Rm的 直 流 电 阻 值 之 和 为R。加 载 电 压 变 化 对 测 试 仪 电 阻 示 值 的 影 响 量 按公式(2)计算。图2 加载电压变化的影响量校准接线图3J J F1 5 4 02 0 1 5=R-R0R01 0 0%(2)式中:加载电压变化对测试仪电阻示值的影响量;R 加载电压时,RL与Rm的电阻值之和,;R0 未加载电压时,RL与Rm的电阻值之和,。7 校准结果表达校准结果应在校准证书(报告)上反应,校准证书(报告)应至少包括以下信息:a)标题,如“校准证书”;b)实验室名称和地址;c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);d)证书或报告的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识;e)委托者的名称和地址;f)被校对象的描述和明确标识;g)进行校准的日期,如果与校准结果的有效性和应用有关时,应说明被校对象的接收日期;h)与校准结果的有效性和应用有关时,应对被校样品的抽样程序进行说明;i)对校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;k)校准环境的描述;l)校准结果及其测量不确定度的说明;m)对校准规范的偏离的说明;n)校准证书和校准报告签发人的签名、职务或等效标识;o)校准结果仅对被校对象有效的声明;p)未经实验室书面批准,不得部分复制证书或报告的声明。校准原始记录、校准证书(报告)内页格式见附录A、附录B、附录C。8 复校时间间隔建议复校时间间隔为1年。送校单位也可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。4J J F1 5 4 02 0 1 5附录A校准原始记录格式在线绕组温升测试仪校准原始记录委托单位 单位地址 器具名称 器具型号 制造单位 出厂编号 证书编号 记录编号 校准人员 核验人员 校准地点 实验室 现场实验室 校准日期 温度 湿度%RH 其他 校准依据 校准用标准器名称型号规格证书编号有效期校准项目一、外观检查:二、通电检查:三、显示能力:四、直流电阻:量 程标准值/被校测试仪显示值/误差不确定度五、加载电压变化的影响量加载电压/V电阻示值/量程:/量程:/量程:/01 1 02 2 03 8 0影响量 备注:加载电压变化的影响量的计算方法见公式(A.1):=R-R0R01 0 0%(A.1)加载电压变化对测试仪示值的影响量;R 加载电压时,RL与Rm的电阻值之和,;R0 未加载电压时,RL与Rm的电阻值之和,。第页 共页5J J F1 5 4 02 0 1 5附录B校准证书内页格式证书编号校准机构授权说明校准环境条件及地点:温 度 地 点相对湿度%其 他校准所依据的技术文件(代号、名称):校准所使用的主要测量标准:名 称测量范围不确定度/准确度等级检定/校准证书编号证书有效期至注:1.仅对加盖“校准专用章”的完整证书负责。2.本证书的校准结果仅对所校准的对象有效。3.未经实验室书面批准,不得部分复印证书。第页 共页6J J F1 5 4 02 0 1 5附录C校准证书校准结果页格式证书编号-校 准 结 果1.外观检查 2.通电检查 3.显示能力 4.直流电阻量 程标准值/示值/示值误差不确定度5.加载电压变化的影响量加载电压0V1 1 0V2 2 0V3 8 0V电阻示值()量程/量程/量程/影响量校准结果不确定度的评估和表述均符合J J F1 0 5 9的要求。敬告:1.被校准仪器修理后,应立即进行校准。2.在使用过程中,如对被校准仪器的技术指标产生怀疑,请重新校准。3.根据客户要求和校准文件的规定,通常情况下 个月校准一次。校准员:核验员:7J J F1 5 4 02 0 1 5附录D电阻法测量温升计算公式 电阻法测量绕组温升由以下公式计算得出:t=R2-R1R1(k+t1)-(t2-t1)式中:t 绕组温升,;R1 实验开始时的电阻值,;R2 实验结束时的电阻值,;k 与导体材料电阻温度系数有关的常数,;对铜材料是2 3 4.5,对铝材料是2 2 5;t1 实验开始时的室温,;t2 实验结束时的室温,。公式来源:国家标准G B4 7 0 6.12 0 0 5。8J J F1 5 4 02 0 1 5附录E测量不确定度评定示例 在线绕组温升测试仪直流电阻测量结果的不确定度评定E.1 测量方法用0.0 1级直流电阻箱作为标准,采用四端法对一台0.2级在线绕组温升测试仪进行校准,调节标准电阻箱至某一值RN,读取测试仪显示值RX。E.2 测量模型R=RX-RN(E.1)式中:R 被校测试仪示值误差,;RX 被校测试仪示值,;RN 标准直流电阻箱示值,。E.3 不确定度传播率uc(R)=c1u(RX)2+c2u(RN)2(E.2)式中:灵敏系数c1=RRX=1c2=RRN=-1E.4 不确定度来源分析根据测量模型,被校在线绕组温升测试仪直流电阻测量结果的不确定度将取决于输入量RX和RN的不确定度。以下分别对2个输入量的标准不确定度进行评定。E.5 标准不确定度u(RX)的评定输入量RX的标准不确定度u(RX)主要来源于被校测试仪测量重复性引入的不确定度分量u1和被校测试仪显示分辨力引入的不确定度分量u2。E.5.1 被校测试仪测量重复性引入的标准不确定度分量u1,采用A类不确定度评定:A类不确定度主要来源于测试仪示值测量的重复性,依据本规范在相同的条件下对测试仪1 0 0点重复测量1 0次,得到的测量结果如表E.1所示。表E.1测量序号12345实测值/1 0 0.0 01 0 0.0 11 0 0.0 11 0 0.0 01 0 0.0 1测量序号67891 0实测值/1 0 0.0 01 0 0.0 01 0 0.0 11 0 0.0 01 0 0.0 19J J F1 5 4 02 0 1 5 实测结果的算术平均值:X=1 0i=1Xi1 0=1 0 0.0 0 5单次测量的标准差:s(Xi)=1n-1ni=1(Xi-X-)2=5.31 0-3式中:Xi 第i次测量值,;X-n次测量的平均值,;n 重复测量次数。实际工作中取一次读数为测量结果,故重复性引起的相对标准不确定度为:u1=s(Xi)/1 0 0=5.31 0-5E.5.2 被校测试仪显示分辨力引入的标准不确定度分量u2,采用B类不确定度评定被校测试仪的分辨力为0.0 0 1,其不确定度区间半宽为a=0.0 0 1/2=0.0 0 05服从均匀分布,k=3,则相对标准不确定度为:u2=a/k/1 0 0=0.0 0 05/3/1 0 0=0.31 0-5 由于重复性分量包含人员读数测试仪分辨力引入的不确定度分量,且u1u2,为避免重复计算,只计最大影响量u1,舍弃u2。E.6 标准不确定度u(RN)的评定输入量RN的标准不确定度u(RN)主要来源于直流标准电阻箱引入的不确定度分量u3。E.6.1 直流标准电阻箱引入的标准不确定度u3,采用B类不确定度评定。直流电阻箱经上一级检定,准确度为0.0 1级,其置信区间的半宽a=0.0 1%,均匀分布,则相对标准不确定度u3为:u3=a/3=0.0 1%/3=5.81 0-5E.7 合成标准不确定度E.7.1 主要标准不确定度见表E.2。E.2 标准不确定度分量表标准不确定度u(Ri)标准不确定度分量ui不确定度来源灵敏系数ci标准不确定度分量值u(RX)u1测量重复性15.31 0-5u(RN)u3标准电阻箱-15.81 0-5E.7.2 经分析不确定度来源,其各分量互为独立量,则合成标准不确定度为:uc r e l(R)=c1u(RX)2+c2u(RN)2=c1u12+c2u32=7.91 0-5E.8 扩展不确定度取包含因子k=2,则相对扩展不确定度为:01J J F1 5 4 02 0 1 5Ur e l=kuc r e l(R)=27.91 0-521 0-4E.9 测量结果的表述本实例中,在线绕组温升测试仪直流电阻的测量结果可表述为:R=1 0 0.0 0 5,Ur e l=21 0-4(k=2)11J J F1 5 4 02 0 1 5