JJF（冀）XXX-20XX

鉗形數(shù)字相位伏安表校準(zhǔn)規(guī)范

CalibrationSpecificationforClampDigitalPhasevoltammeters

（報批稿）

20XX-XX-XX發(fā)布20XX-XX-XX實施

發(fā)布

JJF(冀)XXX—20XX

鉗形數(shù)字相位伏安表校準(zhǔn)規(guī)范

1范圍

本規(guī)范適用于交流電壓測量范圍0.1V～600V，交流電流測量范圍10mA～500A，

相位測量范圍(0～360)°，交流功率測量范圍1mW～300kW，輸入信號頻率范圍45

Hz～65Hz的鉗形數(shù)字相位伏安表(以下簡稱相位伏安表)的校準(zhǔn)。

2引用文件

本規(guī)范引用了下列文獻(xiàn)：

JJF1075—2015鉗形電流表校準(zhǔn)規(guī)范

JJF1491—2014數(shù)字式交流電參數(shù)測量儀校準(zhǔn)規(guī)范

凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范。凡是不注日期的引用文

件，其最新版本（包括所有的修改單），適用于本規(guī)范。

3概述

鉗形數(shù)字相位伏安表是專為現(xiàn)場測量電壓、電流、功率、相位的單通道、雙通道

和三通道的數(shù)顯測量儀表。它的特點是可以在不斷開回路的情況下，可以通過電壓端

子測量電壓，采用鉗形電流傳感器測量電流，通過A/D轉(zhuǎn)換方式和數(shù)據(jù)處理顯示功率

和相位。鉗形數(shù)字相位伏安表的基本組成如圖1所示。其主要功能是用來測量U-U、

I-I及U-I之間的相位，判別感性、容性電流及三相電壓的相序，檢測變壓器的接線組

別。

顯示器

I信號調(diào)理數(shù)據(jù)處理

A/D轉(zhuǎn)換

單元單元

U

通信及控

制單元

圖1鉗形數(shù)字相位伏安表基本組成框圖

1

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4計量特性

4.1交流電壓、交流電流與交流功率的示值誤差

鉗形數(shù)字相位伏安表交流電壓、交流電流與交流功率的示值誤差可采用公式(1)～

(3)中的一種進(jìn)行表示，具體采用何種表示方式，應(yīng)根據(jù)制造商說明書，或按客戶和制

造商雙方達(dá)成的技術(shù)協(xié)議。

a%%AxbAm(1)

a%Axn(2)

A

ab%%m(3)

Ax

式中：

max——用絕對誤差表示的最大允許誤差，V、A或W;

max——用相對誤差表示的最大允許誤差，%；

Ax——被校儀器的讀數(shù)值，V、A或W;

Am——被校儀器的量程值，V、A或W;

a——與讀數(shù)有關(guān)的誤差系數(shù)；

b——與量程有關(guān)的誤差系數(shù)；

——nb%A

n以數(shù)字表示的絕對誤差項，m。

4.2相位的示值誤差

相位示值以絕對誤差表示的示值誤差公式為：

maxxn(4)

式中：

max——相位示值誤差，°；

x——相位伏安表相位顯示值，°；

n——標(biāo)準(zhǔn)源輸出相位值，°。

2

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4.3測量范圍和最大允許誤差

相位伏安表交流電壓、交流電流、交流功率和相位的測量范圍和最大允許誤差見

表1。

表1測量范圍和最大允許誤差

校準(zhǔn)參數(shù)測量范圍最大允許誤差（a+b）

交流電壓100mV~600V±0.2%及以下

交流電流10mA~500A±0.2%及以下

交流功率1mW~300kW±0.2%及以下

相位0o~360o±1.0o及以下

注：由于校準(zhǔn)不判斷合格與否，故上述計量特性要求僅供參考。

5校準(zhǔn)條件

5.1環(huán)境條件

5.1.1環(huán)境溫度：(20±5)℃；

5.1.2相對濕度：(55±20)%；

5.1.3電源頻率：(50±0.5)Hz；

5.1.4電源電壓：(220±22)V；

5.1.5其他：無影響測量結(jié)果的振動、電磁干擾等。

5.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其它設(shè)備

采用標(biāo)準(zhǔn)源對相位伏安表各測量參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)。

校準(zhǔn)時由標(biāo)準(zhǔn)器、配套設(shè)備和環(huán)境條件引起的各測量參數(shù)測量擴(kuò)展不確定度或最

大允許誤差應(yīng)小于被校相位伏安表的最大允許誤差絕對值的1/3，測量范圍要完全覆蓋

被校相位伏安表的測量范圍。

校準(zhǔn)所用標(biāo)準(zhǔn)裝置在30s內(nèi)的穩(wěn)定度和調(diào)節(jié)細(xì)度應(yīng)小于被校相位伏安表相應(yīng)測量

參數(shù)最大允許誤差絕對值的1/10。

校準(zhǔn)所用標(biāo)準(zhǔn)裝置必須經(jīng)過有效量值溯源。

6校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法

6.1校準(zhǔn)項目

相位伏安表校準(zhǔn)項目（見表2）

3

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表2校準(zhǔn)項目一覽表

序號校準(zhǔn)項目校準(zhǔn)方法條款

1交流電壓6.2.3

2交流電流6.2.4

3相位6.2.5

4交流功率6.2.6

注：根據(jù)相位伏安表功能和用戶的要求選擇校準(zhǔn)項目。

6.2校準(zhǔn)方法

6.2.1校準(zhǔn)前檢查

a)相位伏安表外觀應(yīng)完整無破損，標(biāo)識清晰，有出廠編號、生產(chǎn)廠家等；

b)相位伏安表通電后應(yīng)顯示清晰，按照說明書要求進(jìn)行預(yù)熱并工作正常，各種開

關(guān)及功能鍵工作正常。

6.2.2校準(zhǔn)接線

單相相位伏安表、雙鉗相位伏安表和三相相位伏安表接線圖分別見圖2、圖3、圖4

和圖5。

**被

U1U1校

標(biāo)相

準(zhǔn)位

源伏

**安

I1表

圖2單相鉗形數(shù)字相位伏安表校準(zhǔn)接線圖

*被

U1

校

雙

*鉗

U2

標(biāo)數(shù)

準(zhǔn)字

**相

源II

12位

伏

**I安

1表

圖3雙鉗數(shù)字相位伏安表校準(zhǔn)接線圖

4

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**

IA

IA

**

IB被

校

IB

標(biāo)**相

IC

位

IC伏

準(zhǔn)*

UA安

*UA

源表

**UB

UB

*UC

*

UC

UN

圖4鉗形數(shù)字相位伏安表三相四線校準(zhǔn)接線圖

**

IA

UC

*

IB被

校

IB

標(biāo)**相

IC

位

I

準(zhǔn)*C伏

UA安

*UA

源表

**UB

UB

*UC

*

UC

圖5鉗形數(shù)字相位伏安表三相三線校準(zhǔn)接線圖

注：圖中“*”為同名端。

6.2.3校準(zhǔn)點的選擇

a)相位伏安表的不同功能，不同量程有不同的技術(shù)指標(biāo)，對多量程相位伏安表一般

選取誤差限最小的量程最為基本量程檔，其他量程為非基本量程。

b)有額定頻率范圍的相位伏安表在50Hz下進(jìn)行校準(zhǔn)。

c)基本量程檔，在測量范圍內(nèi)均勻選取5個校準(zhǔn)點，非基本量程檔，在測量范圍內(nèi)

均勻選取3個校準(zhǔn)點。

5

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d)也可根據(jù)用戶要求選取制定基本量程，頻率和校準(zhǔn)點。

6.2.4交流電壓

使用標(biāo)準(zhǔn)源對交流電壓校準(zhǔn)，接線方式參照6.2.2。啟動標(biāo)準(zhǔn)源輸出電壓，讀取相

位伏安表顯示值及標(biāo)準(zhǔn)源輸出值，在測量范圍內(nèi)均勻選取不少于5個校準(zhǔn)點來進(jìn)行電

壓示值誤差的校準(zhǔn)，并按公式(5)計算電壓示值誤差,按公式(6)計算電壓相對誤差。

UUxn(5)

UU

相對誤差為：xn100%(6)

Un

式中：——相位伏安表的示值誤差，V；

——相位伏安表的相對誤差,%。

Ux——相位伏安表顯示值，V；

Un——標(biāo)準(zhǔn)源的輸出實際值，V。

6.2.5交流電流

使用標(biāo)準(zhǔn)源對交流電流校準(zhǔn)，接線方式參照6.2.2。將標(biāo)準(zhǔn)電流源導(dǎo)線置于鉗口近

似幾何中心位置，啟動標(biāo)準(zhǔn)源調(diào)節(jié)輸出電流，讀取相位伏安表電流顯示值及標(biāo)準(zhǔn)源輸

出值，在測量范圍內(nèi)均勻選取不少于5個校準(zhǔn)點來進(jìn)行電流示值誤差的校準(zhǔn)，按公式

(7)計算顯示電流示值誤差,并按公式(8)計算電流相對誤差。

IIxn(7)

II

相對誤差為：xn100%(8)

In

式中：——相位伏安表的示值誤差，A；

——相位伏安表的相對誤差，%。

Ix——相位伏安表顯示值，A；

In——標(biāo)準(zhǔn)源的輸出實際值，V。

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對于鉗形大電流（大于100A）的校準(zhǔn)可采用單通道等安匝法進(jìn)行電流校準(zhǔn)，校準(zhǔn)

原理如圖6。相位伏安表的放置位置，調(diào)節(jié)校準(zhǔn)指示點等步驟同上，啟動標(biāo)準(zhǔn)源調(diào)節(jié)輸

出電流，讀取相位伏安表電流顯示值及標(biāo)準(zhǔn)源輸出值,則示值誤差按公式(9)計算，并

按公式(10)計算電流相對誤差:

IxnKI(9)

IKI

xn100%(10)

KIn

式中：

K——標(biāo)準(zhǔn)電流的額定變比系數(shù)

*

被

校

標(biāo)相

*I

準(zhǔn)Inx位

源伏

安

表

圖6鉗形大電流相位伏安表接線圖

6.2.6相位

使用標(biāo)準(zhǔn)源對相位校準(zhǔn)，接線方式參照6.2.2。通常選取50Hz作為校準(zhǔn)頻率點，

電壓、電流（電流點的選取在標(biāo)準(zhǔn)源量限范圍內(nèi)，不采用等安匝法測電流方式接線）

可以選擇常用點。依次調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)源輸出U-U、I-I及U-I之間的相位，并按公式(4)計算

相位示值誤差，推薦校準(zhǔn)點見表3。

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表3相位推薦校準(zhǔn)點

被校儀表校準(zhǔn)點校準(zhǔn)點

單鉗相位伏安表UI

0o、60o、300o

雙鉗相位伏安表U1I2、I1U2、U1U2、I1I2

三U1I1、U2I2、U3I3

相

II、II、II

四121323120o

UU、UU、UU、

線121323

U1230o

三相相位伏安表

三

相U3290o

三

U12I130o、90o

線

U32I3330o、30o

6.2.7交流功率

使用標(biāo)準(zhǔn)源對交流功率校準(zhǔn)，接線方式參照6.2.2。通常取50Hz作為校準(zhǔn)頻率點，

根據(jù)用戶使用需要一般選取（110V、220V或380V）作為電壓校準(zhǔn)點，在電壓校準(zhǔn)

點下，電流在測量范圍內(nèi)均勻選取不少于5個校準(zhǔn)點來進(jìn)行功率示值誤差的校準(zhǔn)。功

率因數(shù)選擇1.0、0.5L、0.5C，其中0.5L、0.5C的功率因數(shù)僅在電流量程的某一個點進(jìn)

行校準(zhǔn)。讀取相位伏安表功率顯示值及標(biāo)準(zhǔn)源輸出值，并按公式(11)計算交流功率示值

誤差,并按公式(12)計算交流功率相對誤差。

PPxn(11)

PP

相對誤差為：xn100%(12)

Pn

式中：——相位伏安表的示值誤差，W；

——相位伏安表的相對誤差，%。

Px——相位伏安表顯示值，W；

Pn——標(biāo)準(zhǔn)源的輸出實際值，W。

7校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)

校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書上反映，校準(zhǔn)證書應(yīng)至少包括以下信息：

8

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a)標(biāo)題，如“校準(zhǔn)證書”；

b)實驗室名稱和地址；

c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點（如果與實驗室的地址不同）；

d)證書或報告的唯一性標(biāo)識（如編號），每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識；

e)客戶的名稱和地址；

f)被校對象的描述和明確標(biāo)識；

g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期，如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)說明被校對象的

接收日期；

h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進(jìn)行說明；

i)對校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識，包括名稱及代號；

j)本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明；

k)校準(zhǔn)環(huán)境的描述；

l)校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明；

m)校準(zhǔn)證書和校準(zhǔn)報告簽發(fā)人的簽名、職位或等效標(biāo)識；

n)校準(zhǔn)結(jié)果僅對被校對象有效的聲明；

o)未經(jīng)實驗室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證書或報告的聲明。

8復(fù)校時間間隔

建議復(fù)校時間間隔一年。送校單位也可根據(jù)實際使用情況自主決定復(fù)校時間間隔。

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附錄A

鉗形數(shù)字相位伏安表不確定度評定示例

A.1概述

環(huán)境條件：溫度：20.2℃，濕度：40%RH；

測量標(biāo)準(zhǔn)：三相交直流現(xiàn)場校驗儀TD4530；

被校對象：鉗形數(shù)字相位伏安表

測量過程：采用標(biāo)準(zhǔn)源法，將可調(diào)標(biāo)準(zhǔn)源與被校鉗形相位伏安表直接連接，由可調(diào)

標(biāo)準(zhǔn)源輸出標(biāo)準(zhǔn)值給被檢相位伏安表，在鉗形相位伏安表上讀得顯示值，與標(biāo)準(zhǔn)源輸

出標(biāo)準(zhǔn)值相減，其差值即為鉗形相位伏安表的示值誤差。

A.1.5評定結(jié)果的使用：符合上述條件的測量結(jié)果，一般可直接使用本不確定度的評

定方法。

A.2建立測量模型

A.2.1測量模型

1=AxAn

式中：1—相位伏安表的示值誤差，V、A、W或°；

Ax—相位伏安表顯示值，V、A、W或°；

An—標(biāo)準(zhǔn)源的輸出實際值，V、A、W或°。

A.2.2靈敏系數(shù)：

測量模型

=

11

靈敏系數(shù)：C1==1C2==-1

AxAn

A.2.3傳播律：因各輸入量彼此獨立不相關(guān)，所以

22222

ucc1u1(Ax)c2u2(An)

10

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A.3輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

A.3.1輸入量Ax的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uA()x的評定：

輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的來源主要是由被校相位伏安表的測量重復(fù)性

uA()x1以及被校儀器分辨力引起的不確定度分量uA()x2。

不確定度分項采用A類方法評定。選擇交流電壓U1為100V，交流電流I1

為1A，相位U1I160°校準(zhǔn)點，在相同溫濕度，各參數(shù)重復(fù)性條件下連續(xù)獨立測量10

次，測量數(shù)據(jù)見表A.1

表A.1測量重復(fù)性及其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

測量次數(shù)U1100V測量結(jié)果I11A測量結(jié)果P150W測量結(jié)果U1I160°測量結(jié)果

n（單位：V）(單位：A)(單位：W)(單位：°)

1100.11.00150.160.1

2100.01.00050.060.2

3100.01.00050.060.0

4100.11.00150.160.0

5100.11.00050.160.1

6100.01.00050.160.2

7100.01.00150.060.0

8100.11.00050.160.0

9100.01.00150.060.1

10100.01.00050.060.1

實驗標(biāo)準(zhǔn)

0.051640.0005160.052700.078881

偏差s(xi)

0.051640.0005160.052700.078881

根據(jù)貝塞爾公式計算出實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差s：

1n

2

s(xi)(xix)

n1i

由于在實際工作中取單次測量結(jié)果作為最終結(jié)果，故標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量：

u(Ax11)s(x)

不確定度分量uA()x2采用B類方法評定，相位伏安表在100V校準(zhǔn)點下的分辨力

11

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為0.1V，1A校準(zhǔn)點下分辨力為0.001A，50W校準(zhǔn)點分辨力為0.1W，60°校準(zhǔn)點分

辨力為0.1°，則相應(yīng)區(qū)間半寬及不確定度分量見表A.2，其概率分布為均勻分布，包

含因子k3，則

a

uA()

x2k

表A.2分辨力引入的不確定度分量

U1100V校準(zhǔn)點I11A校準(zhǔn)點P150W校準(zhǔn)點U1I160°校準(zhǔn)點

參數(shù)

（單位：V）(單位：A)(單位：W)(單位：°)

分辨力0.10.0010.10.1

區(qū)間半寬0.050.00050.050.05

uA()x20.02890.0002890.02890.0289

為了避免重復(fù)，由鉗形相位伏安表引入的不確定度分量uA()x選擇uA()x1和

兩值較大者，見表A.4

A.3.2由標(biāo)準(zhǔn)器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uA()n的評定

輸入量An的不確定度來源主要是由標(biāo)準(zhǔn)源引起的不確定度，采用B類方法進(jìn)行評

定。標(biāo)準(zhǔn)源制造廠說明書給出其交流電壓最大允許誤差MPE=±0.02%。測量100V時

MPE=±（0.02%×100）V=±0.02V，區(qū)間半寬為0.02V，交流電流1A最大允許誤差MPE=±

（0.02%×1）A=±0.0002A，區(qū)間半寬為0.0002A，相位最大允許誤差MPE=±0.1o。區(qū)

間半寬為0.1o，其概率分布為均勻分布，包含因子k3，標(biāo)準(zhǔn)不確定度見表

A.3

a

uA()

nk

表A.3標(biāo)準(zhǔn)源引入的不確定度分量

U1100V校準(zhǔn)點I11A校準(zhǔn)點P150W校準(zhǔn)點U1I160°校準(zhǔn)點

參數(shù)

（單位：V）(單位：A)(單位：W)(單位：°)

區(qū)間半寬a0.020.00020.020.1

uA()n0.01150.0001150.01150.058

12

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A.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總

表A.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表

標(biāo)準(zhǔn)不確定

不確定U1100VI11AP150W校準(zhǔn)點U1I160°概率

度分量c

度來源（單位：V）(單位：A)(單位：W)(單位：°)分布i

uX()i

測量重

uA()x10.051640.0005160.052700.078881正態(tài)1

復(fù)性

uA()x2分辨力0.02890.00002890.02890.0289均勻1

uA()n標(biāo)準(zhǔn)器0.01150.0001150.01150.058均勻-1

注：測量重復(fù)性帶來的不確定度較大，所以選擇測量重復(fù)性引入的不確定度作為被校儀器引入的不

確定度分量。

A.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

由A.2.3條可得到

22

ucu(Ax)u(An)

A.6擴(kuò)展不確定度的評定

取k2,則，Ukuc，各校準(zhǔn)點的擴(kuò)展不確定度見表A.5。

表A.5擴(kuò)展不確定度

校準(zhǔn)點合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc包含因子k擴(kuò)展不確定度U

U1100V0.0529V20.1V

I11A0.00053A20.001A

P150W0.0529W20.1W

U1I160°0.098°20.2°

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附錄B

鉗形數(shù)字相位伏安表校準(zhǔn)原始記錄格式

送校單位送校單位地址

信息聯(lián)系人聯(lián)系電話郵編

被校儀器儀器名稱制造廠商

信息型號規(guī)格出廠編號

不確定度或準(zhǔn)確度

標(biāo)準(zhǔn)器標(biāo)準(zhǔn)器名稱型號規(guī)格編號證書號有效期至

等級或最大允許誤差

信息

校準(zhǔn)地點校準(zhǔn)員核驗員

校準(zhǔn)信息校準(zhǔn)日期溫度℃濕度%RH

校準(zhǔn)依據(jù)

校準(zhǔn)結(jié)果

1、交流電壓：(V)

被檢顯示值標(biāo)準(zhǔn)輸出值示值誤差不確定度

2、交流電流：(A)

被檢顯示值標(biāo)準(zhǔn)輸出值示值誤差不確定度

3、交流功率：(W)

被檢顯示值標(biāo)準(zhǔn)輸出值示值誤差不確定度

4、相位：(°)

被檢顯示值