JJF 2416-2026 霍尔交直流大电流传感器在线校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范JJF2416—2026霍尔交直流大电流传感器在线校准规范2026-06-25发布2026-12-25实施霍尔交直流大电流传感器在线校准规范JJF2416—2026归口单位：全国电磁计量技术委员会高压计量分技术委员会主要起草单位：中国计量科学研究院参加起草单位：国家高电压计量站国网江苏省电力有限公司营销服务中心山东省计量科学研究院国网河北省电力有限公司电力科学研究院宜昌市计量检定测试所本规范委托全国电磁计量技术委员会高压计量分技术委员会负责解释本规范主要起草人：林飞鹏(中国计量科学研究院)邵海明(中国计量科学研究院)熊魁(国家高电压计量站)王忠东(国网江苏省电力有限公司营销服务中心)马雪锋(山东省计量科学研究院)潘瑾(国网河北省电力有限公司电力科学研究院)谭磊(宜昌市计量检定测试所)JJF2416—2026I 1范围 2引用文件 3术语 5计量特性 5.1示值误差 5.2零点误差 6校准条件 6.1环境条件 6.2测量标准及其他设备 7校准项目和校准方法 7.1校准项目 7.2校准前准备工作 7.3校准方法 8校准结果表达 9复校时间间隔 附录A直流电流示值误差校准不确定度评定示例 附录B校准原始记录格式 附录C校准证书内页格式 附录D同步数据测量系统 ⅡJJF1071《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001《通用计量术语及定义》、JJF1059.1《测量不确定度评定与表示》共同构成支持本规范编制工作的基础性系列规范。本规范为首次发布。1霍尔交直流大电流传感器在线校准规范本规范适用于测量范围1kA～500kA的直流、交流和交直流霍尔大电流传感器的在线校准(交流频率为50Hz)。本规范不适用于不带二次显示单元的传感器。2引用文件本规范引用了下列文件：JB/T7490霍尔电流传感器凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；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术语下列术语和定义适用于本规范。3.1一次电流primarycurrent被测的回路电流。3.2零点电流offsetcurrent在输入信号为零时，霍尔电流传感器的输出电流。3.3零点误差errorofoffset零点电流与霍尔电流传感器量程的商。4概述霍尔交直流大电流传感器(以下简称霍尔电流传感器)是基于霍尔效应原理将被测大电流转换成小电流或电压输出的传感器，原理如图1所示。一般由原边电路、磁环、霍尔器件(副边补偿线圈)、放大电路和显示部分等组成。霍尔电流传感器按工作模式通常分为：直流检测式(磁强计式)霍尔电流传感器和零磁通式(磁平衡式)霍尔电流传感器；按测量电流通常分为：交流式霍尔电流传感器、直流式霍尔电流传感器和交直流通用式霍尔电流传感器；按照测量直流电流方向通常分为：单向式霍尔电流传感器和双向式霍尔电流传感器；按照结构型式通常分为：通孔式霍尔电流传感器和连接式霍尔电流传感器。25计量特性5.1示值误差霍尔电流传感器的准确度等级及引用误差限见表1。准确度等级0.5级1.0级1.5级2.5级霍尔电流传感器一次电流示值的引用误差用公式(1)表示：Ix——被校霍尔电流传感器的示值，kA;Is——对应的参考值(标准值),kA;In——(传感器)输入(电流)的量程值，kA;y——霍尔电流传感器一次电流示值的引用误差。5.2零点误差霍尔电流传感器的零点误差，应不超出表1规定的引用误差限的50%或不超过霍尔电流传感器说明书中规定的零点最大允许误差值。霍尔电流传感器零点误差用公式(2)表示：式中：I₀——被校霍尔电流传感器的零点电流，kA;In——(传感器)输入(电流)的量程值，kA3Yz——霍尔电流传感器零点误差。注：以上指标不是用于符合性判别，仅供参考。6校准条件6.1环境条件环境温度：-20℃~40℃;相对湿度：≤85%。1环境温湿度的允许偏差也可参照霍尔电流传感器的使用说明书中规定。2超出标准电流传感器溯源环境温度时需进行温度系数的修正。6.2测量标准及其他设备6.2.1标准电流传感器标准电流传感器测量范围应能覆盖被校霍尔电流传感器的测量范围，其最大允许误差绝对值应不大于被校霍尔电流传感器相对应最大允许误差绝对值的1/3。6.2.2同步数据测量系统同步数据测量系统具有同步读取、连续测量、数据存储功能。7校准项目和校准方法7.1校准项目霍尔电流传感器的校准项目按表2规定进行。表2校准项目校准项目12注：霍尔电流传感器一次电流可调时需校准零点误差。7.2校准前准备工作7.2.1外观检查外观应满足以下要求：——被校霍尔被校霍尔电流传感器器的外形结构完好，外露件等不应损耗或脱落，机壳、端钮等不应有影响正常工作的机械碰伤，按键无卡死或接触不良的现象；——被校霍尔电流传感器产品名称、制造厂家、型号、测量范围、准确度和出厂编号等均有明确标识，供电电压和频率标志应正确无误；——被校霍尔电流传感器测量功能、小数点位置正确，显示字符应完整。7.2.2标准电流传感器安装标准电流传感器安装应满足以下要求：——不能安装在阳光直射处、有腐蚀性气体或液体处和对本体有直接振动或冲击影响处；——标准电流传感器与被校霍尔电流传感器安装在同一段母线上且相邻，不能安装在一次电流导体转角处。7.3校准方法7.3.1零点误差被校霍尔电流传感器一次电流值为0时，读取被校霍尔电流传感器的电流示值。7.3.2电流示值误差校准点选择7.3.2.1被校霍尔电流传感器一次电流不可调状态校准点选择按照运行实际情况的要求选取校准点。7.3.2.2被校霍尔电流传感器一次电流可调状态校准点选择校准点应覆盖所有量程并兼顾各量程之间的覆盖性及量程内的均匀性，电流基本量程一般选取3～5个校准点，应覆盖满量程值的10%点，50%点和量程值(或接近量程值)点。7.3.2.3被校单位特殊校准点选择按照被校单位的要求选取校准点。7.3.3电流示值误差一次试验电流相对稳定，标准电流传感器和被校霍尔电流传感器的显示单元相邻时，校准线路如图2(a)所示，标准电流传感器和被校霍尔电流传感器的显示单元不相邻时，校准线路如图2(b)所示。根据选择的校准点，同时记录被校霍尔电流传感器电流示值和标准电流传感器的10组读数值，分别计算被校霍尔电流传感器电流示值平均值和标准电流传感器读数值的平均值，根据公式(1)计算示值误差。标准电流传感器光电系统标准电流传感器光电系统显示单元系统显示单元试验电源(a)直接比较图2校准原理显示单元同步数据测量系统霍尔电流传感器显示单元试验电源(b)同步比较图2校准原理(续)8校准结果表达校准结果应在校准证书(报告)上反映，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)客户的名称和地址；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)如果与校准结果的有效性或应用有关时，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；1)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。校准原始记录格式见附录B,校准证书(报告)内页格式见附录C。9复校时间间隔建议复校时间间隔为2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。6附录A直流电流示值误差校准不确定度评定示例直流电流是霍尔电流传感器在线校准最重要的测量参数，本文对直流电流示值误差校准结果的测量不确定度进行评定。选用一台霍尔电流传感器，量程为500kA。校准环境条件：温度为25.0℃,相对湿度为40%。标准电流传感器为光纤电流传感器，以测量电流400kA为例进行不确定A.2直流电流示值误差测量不确定度评定A.2.1测量模型霍尔电流传感器在线校准直流电流示值误差校准方法见7.3.3,I为被校霍尔电流传感器量程上限值。由于在线校准的霍尔电流传感器几乎都是连续测量特定的电流值，而且霍尔电流传感器安装固定，因此在线校准条件下，霍尔电流传感器的偏心影响、杂散磁场和零点等带来的影响几乎固定且包含在示值误差中。直流电流示值误差的测量模型可用公式(A.1)△I——霍尔电流传感器在线校准一次直流电流的示值误差，kA;Ix——霍尔电流传感器在线校准一次直流电流的示值，kA;Is——标准电流传感器电流读数值，kA。由于各输入量不确定度之间不相关，不确定度传播可用公式(A.2)表示。u(Ix)——被校霍尔电流传感器引入的标准不确定度，kA;u(Is)——标准电流传感器引入的标准不确定度，kA。A.2.2标准不确定度来源A.2.2.1u(Is)的来源a)标准电流传感器测量电流准确度引入的标准不确定度u₁(Is);b)标准电流传感器温度系数引入的标准不确定度u₂(Is)。A.2.2.2u(Ix)的来源a)被校霍尔电流传感器电流示值分辨力引入的标准不确定度u₁(Ix);b)被校霍尔电流传感器电流示值重复性引入的标准不确定度u₂(Ix);7c)被校霍尔电流传感器电流示值与标准电流传感器读数值读取不同步引入的标准不确定度u₃(Ix)。A.2.3标准不确定度评定A.2.3.1标准电流传感器引入的标准不确定度u(Is)A.2.3.1.1标准电流传感器测量电流准确度引入的标准不确定度u₁(Is)标准电流传感器测量电流准确度引入的标准不确定度u₁(Is)采用B类方法评定。标准电流传感器经上级计量机构量值传递合格，标准电流传感器测量电流技术指标±0.2%,在400kA测量点最大允许误差为±0.8kA,则分散区间的半宽度为a=0.8kA,在该区间内为均匀分布，包含因子k=√3,则标准电流传感器测量电流引入的标准不确定度可用公式(A.3)表示。标准电流传感器温度系数引入的标准不确定度u₂(Is)标准电流传感器温度系数为+0.002%℃-¹,上级计量机构量值传递的环境温度为20℃,在400kA测量点，环境温度为25℃时，因标准电流传感器的温度系数，需修正+0.04kA,则分散区间的半宽度为a=0.04kA,在该区间内为均匀分布，包含因子k=√3,则标准电流传感器测量电流引入的标准不确定度可用公式(A.4)表示。A.2.3.2被校霍尔电流传感器电流示值引入的标准不确定度u(Ix)A.2.3.2.1被校霍尔电流传感器电流示值分辨力引入的标准不确定度u₁(Ix)被校霍尔电流传感器电流示值分辨力为1kA,按B类方法进行评定，其区间半宽为a=0.5kA,为均匀分布，则包含因子k=√3,由分辨力引入的标准不确定度可用公式(A.5)表示。被校霍尔电流传感器电流示值重复性引入的不确定度u₂(Ix)测量结果的重复性引入的标准不确定度采用A类方法评定。10次重复测量结果如表1所示，用贝塞尔公式计算实验标准差，可用公式(A.6)表示。式中：△I——被校霍尔电流传感器与标准电流传感器差值10次的平均值，kA;n——重复测量的次数，n=10。当用算术平均值作为被测量估计值时，被测量估计值的标准不确定度计算可用公式(A.7)表示。被校霍尔电流传感器一次电流约为400kA,同步读取霍尔电流传感器一次电流示值和标准电流传感器读数值，在相同环境条件下，重复测量10次，获得的测量数据如表A.1所示。123一0.02456789根据公式(A.6)计算出单次测量值的实验标准差为：重复测量次数n=10,则测量重复性引入的不确定度为：为避免重复计算测量结果的重复性和霍尔电流传感器电流示值的分辨力引入的不确定度，取两者较大值作为被校测霍尔电流传感器引入的不确定度分量。因u₁(Ix)>uz(Ix),故舍去被校霍尔电流传感器电流示值重复性引入的不确定度分量u₂(Ix)。被校测试仪引入的标准不确定度为：u(Ix)=u₁(Ix)=0.29kAA.2.3.2.3被校霍尔电流传感器一次电流示值与标准电流传感器读数值读取不同步引入的标准不确定度u₃(Ix)。u₃(Ix)引入的标准不确定度忽略不计。A.2.4不确定分量一览表不确定度分量一览表如表A.2所示。89表A.2霍尔电流传感器电流示值测量不确定度分量一览表分布类型kBB被校霍尔电流传感器电流示值分辨力BA1A.2.5合成标准不确定度u.(△I)合成标准不确定度可用公式(A.8)表示。A.2.6扩展不确定度U(△I)U=kue,取包含因子k=2,由此得到直流电流400kA校准结果的扩展不确定U(△I)=2×0.54kA=1.08kA(k=2)Ue=1.08kA/500kA=0.27%,附录B校准原始记录格式B.1校准原始记录封面格式计量技术机构名称校准原始记录原始记录编号：××××X××××× 计量器具名称 校准员：核验员：第1页共3页B.2校准原始记录内页格式(第2页)原始记录编号：××××-××××××校准所依据的技术文件(代号、名称)校准环境条件及地点℃校准地点%测量范围校准说明1.电流示值误差：扩展不确定度：2.零点电流误差：扩展不确定度：B.3校准原始记录结果页格式(结果页)原始记录编号：××××-××××××校准结果1.示值误差实际值2.零点电流引用误差以下空白第3页共3页附录C校准证书内页格式<校准机构授权说明>校准结果不确定度的评估和表述均符合JJF1059.1的要求。温度℃地点%校准所依据的技术文件(代号、名称):测量范围不确定度/准确度等级校准结果实际值0引用误差以下空白根据客户要求和校准文件