DOI: https://doi.org/10.24027/2306-7039.2.2020.208654
Відкритий доступ Відкритий доступ  Обмежений доступ Доступ за передплатою

Математична модель високоточного відтворення сили змінного струму

Valentyn Isaiev, Oleh Velychko

Анотація


Роботу присвячено виконанню одного з етапів розвитку національної метрологічної служби – вирішенню проблеми метрологічного забезпечення виробництва та експлуатації прецизійних вимірювачів, джерел сили змінного струму й термоелектричних перетворювачів сили струму в галузях національної економіки. В Україні експлуатуються близько 250 одиниць прецизійних засобів вимірювальної техніки – еталонів, які на цей час не мають належного метрологічного забезпечення, їх метрологічні характеристики не підтверджені. Оптимальним рішенням зазначеної проблеми в галузі виробництва та експлуатації прецизійних вимірювальних приладів змінного струму є створення високоточного еталону.

У роботі зазначено основні методи метрологічного забезпечення прецизійних вимірювань сили змінного струму, що використані при побудові національних еталонів країн світу. Здійснено аналіз прецизійних засобів, призначених для вимірювання й компарування сили та напруги змінного струму, окреслено теоретичні засади створення високоточного еталону одиниці сили змінного струму. Для побудови еталону було обрано метод порівняння сили змінного струму з еквівалентною силою постійного струму із використанням прецизійного термоперетворювача та шунтів. Оскільки зберігання та відтворення одиниці сили змінного струму повинно реалізуватися за допомогою порівняння з еквівалентною силою постійного струму, основним джерелом невизначеності вимірювань цієї одиниці є комбінація невизначеностей вимірювань термоелектричного компаратора Fluke 792A та прецизійних шунтів А40.

Для моделювання процесу відтворення сили змінного струму застосовано міжнародно узгоджене визначення похибки компарування постійного та змінного струмів, проаналізовано вимірювальну схему, послідовність операцій і супутні електричні явища. У результаті було отримано математичну модель процесу відтворення сили змінного струму з урахуванням внеску прецизійних вимірювачів вихідної напруги міри опору і вихідного сигналу термоперетворювача.

Ключові слова


еталон; одиниця сили змінного струму; АС/DC перетворення; термоперетворювач; прецизійний шунт; невизначеність вимірювання

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Isaiev V.V. Problem of precision measurement of the alternating current in Ukraine. Materials of the XIII international scientific and practical conference “Modern scientific potential 2017”. At Sheffield, vol. 10, 28 Feb. ‒ 7 March 2017, pp. 34–38 (in Ukrainian).

Klonz M., Laiz H., Spiegel T., Bittel P. AC-DC current transfer step-up and step-down calibration and uncertainty calculation. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2002, vol. 51(5), pp. 1027–1034.

Velychko O.М., Isaiev V.V. Deiaki aspekty stvorennia derzhavnoho pervynnoho etalonu odynytsi syly zminnoho strumu [Some aspects of the development of the state measurement standard of the alternating current unit]. Tekhnichne rehuliuvannia, metrolohiia ta informatsiini tekhnolohii: Zbirnyk naukovykh prats 7-oi mizhnarodnoi nauk.-prakt. konf. [Proceedings of the 7th International Scientific and Practical Conference “Technical regulation, metrology and information technologies”]. Odesa, October 2017, pp. 220–223 (in Ukrainian).

Kinard J.R., Hastings J. R., Lipe T.E., Childers C.B. NIST Measurement Services: AC-DC Difference Calibrations. NIST Special Publication 250-27, May 1989. 308 p.

Halawa M., Al-Rashid N. Performance of Single Junction Thermal Voltage Converter (SJTVC) at 1 MHz via Equivalent Electrical Circuit Simulation. 12th International Conference on Computer Modelling and Simulation. Cambridge, United Kingdom, 24–26 March 2010, pp. 631–636.

Fluke 792A. AC/DC Transfer standard. Instruction Manual. Available at: https://au.flukecal.com/products/electrical-calibration/electrical-standards/792a-acdc- transfer-standard-0?quicktabs_product_details=4

Fluke A40B. Precision AC сurrent shunt set. Instruction Manual. Available at: https://au.flukecal.com/products/electrical-calibration/electrical-standards/a40b-series-precision-dc-and-ac-current-shunts?quicktabs_product_details=4

Pogliano U., Bosco G.C., Lanzillotti M. Generalized automatic system for AC/DC transfer, AC voltage, and AC current measurements. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2006, vol. 55(5), pp. 1747–1751.

Filipski P.S., Boecker M. АC-DC current transfer standards and calibrations at NRC. Simposio de Metrología. 25 al 27 de Octubre de 2006, pp. 1–5.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


Isaiev V.V. Problem of precision measurement of the alternating current in Ukraine. Materials of the XIII international scientific and practical conference “Modern scientific potential 2017”. At Sheffield, vol. 10, 28 Feb. ‒ 7 March 2017, pp. 34–38 (in Ukrainian).

Klonz M., Laiz H., Spiegel T., Bittel P. AC-DC current transfer step-up and step-down calibration and uncertainty calculation. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2002, vol. 51(5), pp. 1027–1034.

Velychko O.М., Isaiev V.V. Deiaki aspekty stvorennia derzhavnoho pervynnoho etalonu odynytsi syly zminnoho strumu [Some aspects of the development of the state measurement standard of the alternating current unit]. Tekhnichne rehuliuvannia, metrolohiia ta informatsiini tekhnolohii: Zbirnyk naukovykh prats 7-oi mizhnarodnoi nauk.-prakt. konf. [Proceedings of the 7th International Scientific and Practical Conference “Technical regulation, metrology and information technologies”]. Odesa, October 2017, pp. 220–223 (in Ukrainian).

Kinard J.R., Hastings J. R., Lipe T.E., Childers C.B. NIST Measurement Services: AC-DC Difference Calibrations. NIST Special Publication 250-27, May 1989. 308 p.

Halawa M., Al-Rashid N. Performance of Single Junction Thermal Voltage Converter (SJTVC) at 1 MHz via Equivalent Electrical Circuit Simulation. 12th International Conference on Computer Modelling and Simulation. Cambridge, United Kingdom, 24–26 March 2010, pp. 631–636.

Fluke 792A. AC/DC Transfer standard. Instruction Manual. Available at: https://au.flukecal.com/products/electrical-calibration/electrical-standards/792a-acdc- transfer-standard-0?quicktabs_product_details=4

Fluke A40B. Precision AC сurrent shunt set. Instruction Manual. Available at: https://au.flukecal.com/products/electrical-calibration/electrical-standards/a40b-series-precision-dc-and-ac-current-shunts?quicktabs_product_details=4

Pogliano U., Bosco G.C., Lanzillotti M. Generalized automatic system for AC/DC transfer, AC voltage, and AC current measurements. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2006, vol. 55(5), pp. 1747–1751.

Filipski P.S., Boecker M. АC-DC current transfer standards and calibrations at NRC. Simposio de Metrología. 25 al 27 de Octubre de 2006, pp. 1–5.





УКРАЇНСЬКИЙ МЕТРОЛОГІЧНИЙ ЖУРНАЛ/UKRAINIAN METROLOGICAL JOURNAL

ISSN (Print) 2306-7039

ISSN (Online) 2522-1345