中華人民共和國國家計量技術(shù)規(guī)范JJF2227—2025鉗形相位伏安表校準規(guī)范CalibrationSpecificationforClampPhaseVolt-AmpereMeters2025-03-27發(fā)布2025-09-27實施國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布JJF2227—2025鉗形相位伏安表校準規(guī)范CalibrationSpecificationforClampPhaseVolt-AmpereMeters→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→JJF2227—2025歸口單位:全國電磁計量技術(shù)委員會主要起草單位:新疆維吾爾自治區(qū)計量測試研究院廣州計量檢測技術(shù)研究院參加起草單位:廣東省計量科學(xué)研究院湖南省計量檢測研究院天津市計量監(jiān)督檢測科學(xué)研究院本規(guī)范委托全國電磁計量技術(shù)委員會負責(zé)解釋JJF2227—2025本規(guī)范主要起草人:倪大志(新疆維吾爾自治區(qū)計量測試研究院)王曉文(新疆維吾爾自治區(qū)計量測試研究院)馬青亮(廣州計量檢測技術(shù)研究院)參加起草人:羅雪芳(新疆維吾爾自治區(qū)計量測試研究院)吳海益(廣東省計量科學(xué)研究院)劉寒遙(湖南省計量檢測研究院)董娜(天津市計量監(jiān)督檢測科學(xué)研究院)JJF2227—2025Ⅰ引言 1范圍 (1)2引用文件 (1)3概述 (1)4計量特性 (1)4.1交流電壓 (1)4.2交流電流 (1)4.3相位 (2)4.4頻率 (2)5校準條件 (2)5.1環(huán)境條件 (2)5.2測量標準及其他設(shè)備 (2)6校準項目和校準方法 (3)6.1校準項目 (3)6.2校準方法 (3)7校準結(jié)果表達 (8)8復(fù)校時間間隔 (9)附錄A相位伏安表相位校準不確定度評定示例 (10)附錄B校準原始記錄格式 (13)附錄C校準證書內(nèi)頁格式 (15)JJF2227—2025ⅡJJF1071—2010《國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》、JJF1001—2011《通用計量術(shù)語及定義》和JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》共同構(gòu)成支撐本校準規(guī)范編制工作的基礎(chǔ)性系列規(guī)范。本規(guī)范為首次發(fā)布。JJF2227—20251鉗形相位伏安表校準規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于頻率45Hz~65Hz、交流電壓1V~600V、交流電流10mA~600A、相位0°~360°范圍以內(nèi)的鉗形相位伏安表的校準。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件:JJF1075—2015鉗形電流表校準規(guī)范JJF1491數(shù)字式交流電參數(shù)測量儀校準規(guī)范JJF1587數(shù)字多用表校準規(guī)范凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于該規(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概述鉗形相位伏安表(以下簡稱相位伏安表)主要由鉗形電流傳感器、電壓輸入單元、信號調(diào)理單元、A/D轉(zhuǎn)換器、控制單元、通信單元和顯示器組成,用于交流電壓、交流電流、相位和頻率的測量。相位伏安表的原理框圖如圖1所示。圖1相位伏安表原理框圖4計量特性4.1交流電壓測量范圍:1V~600V(45Hz~65Hz);最大允許誤差:±(0.2%~1%)。4.2交流電流測量范圍:10mA~600A(45Hz~65Hz);JJF2227—20252最大允許誤差:±(0.2%~1%)。4.3相位測量范圍:0°~360°;最大允許誤差:±1.0°。4.4頻率測量范圍:45Hz~65Hz;最大允許誤差:±0.1%。注:以上指標不用于合格性判別,僅供參考。5校準條件5.1環(huán)境條件環(huán)境溫度:15℃~25℃;相對濕度:≤75%;交流供電電源:電壓(220±22)V,頻率(50±0.5)Hz;周圍應(yīng)不存在影響測量的電磁干擾。5.2測量標準及其他設(shè)備校準用標準器及配套設(shè)備各參數(shù)的測量范圍應(yīng)覆蓋被校相位伏安表的測量范圍。標度(k=2)應(yīng)小于被校相位伏安表最大允許誤差絕對值的1/3。輸出范圍:頻率45Hz~65Hz、交流電壓1V~600V、交流電流10mA~600A、相位0°~360°,30s內(nèi)的穩(wěn)定度優(yōu)于被校相位伏安表最大允許誤差的1/10。交流電壓、交流電流、頻率最大允許誤差:±(0.05%~0.2%);相位最大允許誤差:±0.2°。5.2.2標準電壓表測量范圍:1V~600V(45Hz~65Hz);最大允許誤差:±(0.05%~0.2%)。5.2.3標準電流表測量范圍:10mA~600A(45Hz~65Hz);最大允許誤差:±(0.05%~0.2%)。5.2.4標準相位表測量范圍:0°~360°;最大允許誤差:±0.2°。5.2.5標準頻率表測量范圍:45Hz~65Hz;最大允許誤差:±0.05%。5.2.6交流功率源輸出范圍:頻率45Hz~65Hz、交流電壓1V~600V、交流電流10mA~600A、相位0°~360°,30s內(nèi)的穩(wěn)定度優(yōu)于被校相位伏安表最大允許誤差的1/10。JJF2227—202536校準項目和校準方法6.1校準項目相位伏安表校準項目見表1。表1相位伏安表校準項目一覽表序號校準項目計量特性條款校準方法條款1交流電壓4.16.2.22交流電流4.26.2.33相位4.36.2.44頻率4.46.2.56.2校準方法6.2.1外觀及工作正常性檢查被校相位伏安表的儀器名稱、型號、制造廠名或商標、出廠編號、測量范圍等信息應(yīng)齊全;鉗口端面整潔且接觸良好;端子、開關(guān)、按鍵、旋鈕應(yīng)能正常工作;各功能標志齊全正確,開機后應(yīng)正常顯示。6.2.2交流電壓6.2.2.1交流電壓校準點的選取通常選取50Hz作為校準頻率點,基本量程選取3~5個校準點,其他量程各選取2~3個校準點,校準點應(yīng)覆蓋各量程上限或接近量程上限點。6.2.2.2標準源法用標準功率源校準被校相位伏安表交流電壓時,校準連接示意圖如圖2所示,標準功率源電壓輸出接被校相位伏安表的電壓輸入端。圖2標準源法交流電壓校準連接示意圖根據(jù)校準點,標準功率源輸出的交流電壓標準值為Un,記錄交流電壓示值Ux,則被校相位伏安表的示值誤差按式(1)或式(2)計算。示值絕對誤差ΔU為:ΔU=Ux-Un(1)示值相對誤差γU為:(2)式中:ΔU—相位伏安表交流電壓示值絕對誤差,V;γU—相位伏安表交流電壓示值相對誤差;JJF2227—20254Ux—相位伏安表交流電壓示值,V;Un—交流電壓標準值,V。6.2.2.3標準表法用標準電壓表和交流功率源校準被校相位伏安表交流電壓時,校準連接示意圖如圖3標準表法交流電壓校準連接示意圖根據(jù)校準點,調(diào)節(jié)交流功率源交流電壓輸出值,使標準電壓表顯示值為Un,記錄交流電壓示值Ux,則被校相位伏安表的示值誤差按式(1)或式(2)計算。6.2.3交流電流6.2.3.1交流電流校準點的選取通常選取50Hz作為校準頻率點,基本量程選取3~5個校準點,其他量程各選取2~3個校準點,校準點應(yīng)覆蓋各量程上限或接近量程上限點,需對每個電流鉗進行校準。6.2.3.2標準源法用標準功率源校準被校相位伏安表交流電流時,校準連接示意圖如圖4所示,標準功率源電流輸出端和輸入端用導(dǎo)線短接,將相位伏安表的電流鉗卡到短接導(dǎo)線上。電流鉗夾線的方向與流過的電流方向一致,將被測導(dǎo)線置于鉗口近似幾何中心位置或標志位置。圖4標準源交流電流校準連接示意圖根據(jù)校準點,標準功率源輸出的交流電流標準值In,記錄被校相位伏安表交流電流示值Ix,則被校相位伏安表交流電流的示值誤差按式(3)或式(4)計算。示值絕對誤差ΔI:ΔI=Ix-In(3)示值相對誤差γI:(4)式中:ΔI—相位伏安表交流電流示值絕對誤差,A;JJF2227—20255γI—相位伏安表交流電流示值相對誤差;Ix—相位伏安表交流電流示值,A;In—交流電流標準值,A。對于大電流相位伏安表可采用等效安匝法進行校準,方法見JJF1075—2015附錄B。6.2.3.3標準表法用標準電流表和交流功率源校準被校相位伏安表交流電流時,校準連接示意圖如圖5標準表法交流電流校準連接示意圖根據(jù)校準點,調(diào)節(jié)交流功率源交流電流輸出值,使標準電流表顯示值為In,記錄交流電流示值Ix,則被校相位伏安表的示值誤差按式(3)或式(4)計算。對于大電流相位伏安表可采用等效安匝法進行校準,方法見JJF1075—2015附錄B。6.2.4相位6.2.4.1相位校準點的選取一般選擇頻率50Hz、電壓220V、電流5A,也可按照客戶需求選擇電壓值和電流值。相位校準點見表2。表2相位伏安表相位校準點被校相位伏安表相位推薦校準點單鉗UI0°、60°、300°雙鉗U1I2、I1U2U1U2、I1I20°、60°、120°、300°三鉗UAIA、UBIB、UCIC0°、60°、300°UAUB、UAUC、UBUC、IAIB、IAIC、IBIC120°6.2.4.2標準源法用標準功率源校準被校相位伏安表相位時,校準連接示意圖如圖6至圖8所示。JJF2227—20256圖6單鉗相位伏安表標準源法相位校準連接示意圖圖7雙鉗相位伏安表標準源法相位校準連接示意圖圖8三鉗相位伏安表標準源法相位校準連接示意圖根據(jù)校準點,標準功率源輸出的相位值為φn,記錄被校相位伏安表的相位示值φx,則被校相位伏安表的相位示值誤差按式(5)計算示值誤差Δφ:Δφ=φx-φn(5)式中:Δφ—相位伏安表的相位示值誤差,(°);φx—相位伏安表相位示值,(°);φn—相位標準值,(°)。6.2.4.3標準表法用標準相位表和交流功率源校準被校相位伏安表相位時,校準連接示意圖如圖9至圖11所示。JJF2227—20257圖9單鉗相位伏安表標準表法相位校準連接示意圖圖10雙鉗相位伏安表標準表法相位校準連接示意圖圖11三鉗相位伏安表標準表法相位校準連接示意圖根據(jù)校準點,調(diào)節(jié)交流功率源相位輸出值,使標準相位表顯示值為φn,待被校相位伏安表示值穩(wěn)定后,記錄相位示值φx,則被校相位伏安表的相位示值誤差按式(5)計算。JJF2227—202586.2.5頻率6.2.5.1頻率校準點的選取通常電壓值選取220V,在頻率測量范圍內(nèi)均勻選取不少于3個頻率校準點。6.2.5.2標準源法用標準功率源校準被校相位伏安表頻率時,校準連接示意圖如圖2所示。根據(jù)校準點,標準功率源輸出的頻率值為fn,記錄被校相位伏安表的頻率示值fx,則被校相位伏安表的示值誤差按式(6)或式(7)計算。示值絕對誤差Δf為:Δf=fx-fn(6)示值相對誤差γf為:(7)式中:Δf—相位伏安表示值誤差,Hz;γf—相位伏安表相對誤差;fx—相位伏安表示值,Hz;fn—標準功率源或標準頻率表頻率標準值,Hz。6.2.5.3標準表法用標準頻率表和交流功率源校準被校相位伏安表頻率時,校準連接示意圖如圖12所示。圖12標準表法頻率校準連接示意圖根據(jù)校準點,調(diào)節(jié)交流功率源頻率輸出值,讀取標準頻率表顯示值fn,記錄頻率示值fx,則被校相位伏安表的頻率示值誤差按式(6)或式(7)計算。7校準結(jié)果表達校準結(jié)果應(yīng)在校準證書上反映,校準證書應(yīng)至少包括以下信息:a)標題,如“校準證書”;b)實驗室名稱和地址;c)進行校準的地點(如果與實驗室的地址不同);d)證書或報告的唯一性標識(如編號),每頁及總頁數(shù)的標識;e)客戶的名稱和地址;f)被校對象的描述和明確標識;JJF2227—20259g)進行校準的日期,如果與校準結(jié)果的有效性和有關(guān)時,應(yīng)說明被校對象的接收h)如果與校準結(jié)果的有效性或應(yīng)用有關(guān)時,應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進行說明;i)對校準所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標識,包括名稱及代號;j)本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明;k)校準環(huán)境的描述;l)校準結(jié)果及其測量不確定度的說明;m)對校準規(guī)范的偏離的說明;n)校準證書和校準報告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標識;o)校準結(jié)果僅對被校對象有效的聲明;p)未經(jīng)實驗室書面批準,不得部分復(fù)制證書或報告的聲明。校準原始記錄格式見附錄B,校準證書內(nèi)頁格式見附錄C。8復(fù)校時間間隔間隔。JJF2227—202510附錄A相位伏安表相位校準不確定度評定示例A.1概述相位伏安表的校準項目有交流電壓、交流電流、相位、頻率四項參數(shù)。本附錄以相位60°校準點示值誤差校準結(jié)果的測量不確定評定為例,說明相位伏安表校準項目的測量不確定度評定的程序。A.2被測量描述以相位伏安表作為被校對象,以標準功率源作為測量標準,采用標準源法,對相位60°(頻率50Hz、交流電壓220V、交流電流5A)校準點進行校準。A.3測量模型校準步驟見6.2.2,其示值誤差校準的測量模型如式(A.1)所示:Δφ=φx-φn(A.1)式中:Δφ—被校相位伏安表相位示值誤差,(°);φx—被校相位伏安表相位示值,(°);φn—相位標準值,(°)。各輸入量的標準不確定度之間不相關(guān)時,其合成標準不確定度可用式(A.2)表示:式中:c1=?Δφ/?φx=1,c2=?Δφ/?φn=-1uc(Δφ)—被校相位伏安表相位示值誤差的合成標準不確定度,(°);u(φn)—標準功率源引入的標準不確定度,(°);u(φx)—被校相位伏安表相位示值誤差的標準不確定度,(°);u1(Δφ)=|c1|×u(φu(φn)—標準功率源引入的標準不確定度,(°);—標準功率源引入的不確定度分量,(°)。A.4.1u(φx)的來源a)被校相位伏安表測量重復(fù)性引入的標準不確定度u1(φx);b)被校相位伏安表分辨力引入的標準不確定度u2(φx)。A.4.2u(φn)的來源標準功率源相位示值誤差引入的標準不確定度u(φn)A.5不確定度分量的評定A.5.1被校相位伏安表引入的不確定度a)被校相位伏安表測量重復(fù)性引入的標準不確定度u1(φx)測量結(jié)果的重復(fù)性引入的標準不確定度通過多次重復(fù)測量進行A類評定。多次重JJF2227—2025復(fù)測量結(jié)果如表A.1所示,用貝塞爾公式[式(A.3)]計算實驗標準差:(A.3)式中:φxi—被校相位伏安表相位測量值第i次測量值,(°);φx—被校相位伏安表多次測量值的平均值,(°);n—重復(fù)測量的1,位60°點重復(fù)性測量數(shù)據(jù)測量序號相位示值/(°)160.1260.1360.1460.1560.0660.1760.1860.1960.11060.1根據(jù)表A.1中的數(shù)據(jù),可由式(A.3)計算出多次重復(fù)性測量的實驗標準差:校準時取單次測量結(jié)果,故標準不確定度分量s(φx)校準時取單次測量結(jié)果,故標準不確定度分量u1(φx)=s(φx)=0.032°b)被校相位伏安表分辨力引入的標準不確定度u2(φx)根據(jù)說明書可知,被校相位伏安表相位60°下的分辨力為0.1°,采用B類評定,那位示值分辨力引入的標準不確定度為:么其區(qū)間半寬度為α=0.05°,估計為均勻分布,包含因子,位示值分辨力引入的標準不確定度為:所以被校相位伏安表相位示值誤差的不確定度分量為:u1(Δφ)=u(φx)+u(φx)=(0.032°)2+(0.029°)2≈0.043°A.5.2標準功率源相位示值誤差引入的不確定度分量根據(jù)說明書可知,標準功率源相位的最大允許誤差為±0.003°,故相位60°的最大允許誤差為±0.003°,則分散區(qū)間的半寬度為a=0.003°,估計為均勻分布,包含因子11,則標準功率源相位示值誤差引入的標準不確定度為:11JJF2227—202512于是標準功率源相位示值誤差引入的不確定度分量為:u2(Δφ)=|c2|×u(φn)=0.0017°A.6不確定度分量一覽表不確定度分量見表A.2。表A.2鉗形相位伏安表相位60°示值誤差不確定度分量表不確定度分量來源分量符號標準不確定度評定方法包含因子靈敏系數(shù)不確定度分量合成標準不確定度被校相位伏安表測量重復(fù)性u1(φx)0.032°A—10.032°0.043°分辨力引入的標準不確定度u2(φx)0.029°B 310.029°標準功率源交流電壓示值誤差u(φn)0.0017°B 3-10.0017°A.7合成標準不確定度的計算根據(jù)對全部不確定度分量的分析,各不確定度分量之間不相關(guān),故合成標準不確定度按式(A.2)計算可得:A.8擴展不確定度取包含因子k=(,Δ)c)×0.043°=0