1.1. Государственная поверочная схема для средств измерений коэффициентов преобразования силы электрического тока распространяется на измерительные преобразователи электрического тока с аналоговым и цифровым выходом и устанавливает назначение государственного первичного эталона единиц коэффициентов преобразования силы электрического тока (безразмерная единица - А/А, размерная единица - В/А) и угла фазового сдвига тока (радиан), комплекс основных средств измерений, входящих в его состав, основные метрологические характеристики эталона и порядок передачи единиц коэффициентов преобразования силы электрического тока и угла фазового сдвига тока от государственного первичного эталона при помощи рабочих эталонов средствам измерений с указанием погрешности и основных методов передачи единиц.

1.2. По приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 02 апреля 2018 г. N 597 государственный первичный эталон зарегистрирован под номером ГЭТ 152-2018. Согласно паспорту в состав ГЭТ 152 входят:

эталонная установка синусоидального тока;

эталонная установка большого постоянного тока.

В соответствии с составом ГЭТ 152 Государственная поверочная схема для средств измерений коэффициентов преобразования силы электрического тока состоит из двух частей:

Часть 1. Государственная поверочная схема для средств измерений коэффициента и угла фазового сдвига масштабного преобразования синусоидального тока;

Часть 2. Государственная поверочная схема для средств измерений коэффициентов преобразования силы постоянного электрического тока.

1.3. Графическая часть Государственной поверочной схемы для средств измерений коэффициентов преобразования силы электрического тока представлена в приложениях А и Б.

В настоящей поверочной схеме использованы ссылки на следующие документы:

приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 02 апреля 2018 г. N 597 "Об утверждении Государственного первичного эталона единиц коэффициентов преобразования силы электрического тока";

приложение к приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 февраля 2016 г. N 146 "Государственная поверочная схема для средств измерений электрического сопротивления" <1>;

приложение к приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 мая 2015 г. N 575 "Государственная поверочная схема для средств измерений силы переменного электрического тока от 1·10^-8 до 100 А в диапазоне частот от 1·10^-1 до 1·10⁶ Гц <1>;

--------------------------------

<1> Примечание - При пользовании настоящим документом необходимо проверять его актуальность в Федеральном информационном фонде.

ГОСТ 8.027-2001 "Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы".

В настоящей поверочной схеме применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1. Преобразователь тока измерительный: измерительное устройство для преобразования электрического тока в сигнал переменного или постоянного тока или напряжения, либо в цифровой сигнал.

3.2. Трансформатор тока измерительный: измерительный преобразователь тока электромагнитного типа для масштабного преобразования переменного электрического тока.

Примечание - масштабное преобразование дает на выходе измерительного преобразователя величину того же рода, что и на его входе.

3.3. Шунт: резистивный четырехзажимный измерительный преобразователь электрического тока, для которого нормированы номинальный ток и соответствующее ему падение напряжения на потенциальных зажимах.

Примечание - коэффициент преобразования шунта численно равен его электрическому сопротивлению (импедансу), что позволяет в обоснованных случаях применять его в качестве меры электрического сопротивления (метрологическая дуальность преобразователей). Коэффициент преобразования шунта может быть нормирован в омах (Ом).

3.4. Коэффициент преобразования: отношение величины, характеризующей выходной сигнал измерительного преобразователя, к величине на его входе.

Примечание - допускается использовать обратное отношение (связано с удобством или традицией).

3.5. Коэффициент масштабного преобразования синусоидального тока (МПСТ): векторная величина, модуль которой - безразмерная величина, выражаемая указанием номинальных значений силы первичного и вторичного токов (собственно "коэффициент", в А/А), а номинальный фазовый угол равен нулю.

3.6. Токовая погрешность измерительного трансформатора тока: относительная разность между коэффициентом МПСТ и номинальным значением этого коэффициента (за опорное значение принимают коэффициент МПСТ эталонного трансформатора).

3.7. Угловая погрешность измерительного преобразователя тока: фазовый сдвиг вторичного тока (напряжения) относительно первичного тока (за опорное значение принимают фазу вторичного тока (напряжения) эталонного преобразователя).

Примечания:

1) угловая погрешность может быть выражена в виде квадратурной составляющей коэффициента МПСТ (также в относительном виде);

2) учитывая, что при малых углах , различие между синфазной составляющей и модулем коэффициента МПСТ пренебрежимо мало (так, для неравенство выполняется с ошибкой, не превосходящей 0,0001°).

В настоящем документе использованы следующие сокращения:

МПСТ - масштабное преобразование синусоидального тока;

СКО - среднее квадратическое отклонение;

НСП - неисключенная систематическая погрешность.

5.1. Государственный первичный эталон. Эталонная установка синусоидального тока.

5.1.1. Государственный первичный эталон, в части эталонной установки синусоидального тока, предназначен:

для воспроизведения и хранения единиц коэффициента и угла фазового сдвига МПСТ промышленной частоты 50 Гц в диапазоне изменения силы первичного тока от 1 до 120% номинального значения тока измерительных преобразователей;

для передачи единиц коэффициента и угла фазового сдвига МПСТ непосредственно или при помощи рабочих эталонов средствам измерений с целью обеспечения единства измерений в стране.

5.1.2. Эталонная установка синусоидального тока состоит из комплекса следующих средств измерений:

набор магнитных компараторов тока;

измерительная установка (приборы сравнения <2>, источник большого синусоидального тока, пульт управления);

эталоны сравнения.

--------------------------------

<2> Прибор сравнения: компаратор, предназначенный для сличения измерительных трансформаторов тока.

5.1.3. Диапазон номинальных значений коэффициента МПСТ, воспроизводимых эталоном, составляет (от 0,1 до 50000).

Номинальное значение угла фазового сдвига МПСТ, воспроизводимое эталоном, составляет 0 рад. Диапазон измерений угла фазового сдвига МПСТ, обеспечиваемых эталоном, составляет от -0,02 рад до +0,02 рад.

Диапазон номинальных значений первичного тока эталонной установки составляет от 0,5 до 5·10⁴ А.

Номинальные значения вторичного тока составляют 1 А и 5 А.

Номинальное значение частоты 50 Гц.

5.1.4. Государственный первичный эталон, в части эталонной установки синусоидального тока, обеспечивает воспроизведение:

5.1.4.1. Единицы коэффициента МПСТ со следующими метрологическими характеристиками:

среднее квадратическое отклонение результата измерений, S_0f,

5.1.4.2. Единицы угла фазового сдвига МПСТ со следующими метрологическими характеристиками:

среднее квадратическое отклонение результата измерений, ,

5.1.5. Передача единиц коэффициента и угла фазового сдвига МПСТ от первичного эталона вторичным эталонам осуществляется сличением при помощи компаратора, в качестве которого применяется прибор сравнения, входящий в состав первичного эталона.

5.2. Эталоны сравнения

5.2.1. В качестве эталона сравнения применяют набор трансформаторов тока и каскадов из них с диапазоном номинальных значений первичного тока от 0,5 до 5·10⁴ А и номинальными значениями вторичного тока 1 А и 5 А.

5.2.2. Значение СКО результатов сличения (по коэффициенту МПСТ) и , (по углу МПСТ) эталона сравнения с первичным эталоном составляют (0,5 - 2)·10^-6 и (0,5 - 2)·10^-6 рад.

Нестабильность эталона сравнения, (по коэффициенту МПСТ) и (по углу МПСТ), за год составляет (2 - 3)·10^-6 и (2 - 3)·10^-6 рад.

5.2.3. Эталон сравнения применяют для проведения международных сличений.

5.2.4. Значения СКО результатов сличения, (по коэффициенту МПСТ) и (по углу фазового сдвига МПСТ), при передаче единиц, обусловленные влиянием погрешностей метода и средств измерений, составляют (0,5 - 2)·10^-6 и (0,5 - 2)·10^-6 рад.

5.3. Эталоны, заимствованные из других государственных поверочных схем.

5.3.1. В качестве эталонов, заимствованных из других государственных поверочных схем, применяют амперметры второго разряда в соответствии с Приложением к приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 мая 2015 г. N 575 и меры электрического сопротивления переменного тока первого разряда в соответствии с Приложением к приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 февраля 2016 г. N 146.

5.3.2. Амперметры второго разряда применяют совместно с рабочими эталонами МПСТ второго разряда для передачи единиц трансформаторам тока (каскадам из них) методом косвенных измерений, а также измерительным преобразователям переменного тока методом косвенных измерений.

5.3.3. Меры электрического сопротивления переменного тока первого разряда применяют для передачи единицы вторичным эталонам методом сличения при помощи компаратора.

5.4. Вторичные эталоны

5.4.1. В качестве вторичного эталона используют набор масштабных преобразователей тока (каскадов из них) с диапазоном номинальных значений первичного тока от 0,5 до 5·10⁴ А и номинальными значениями вторичного тока 1 А и 5 А, и измерительные и электронные шунты переменного тока с номинальными сопротивлениями от 0,1 до 10 Ом в диапазоне тока от 0,01 до 300 А и диапазоне частот от 40 до 400 Гц.

5.4.2. Для масштабных преобразователей тока средние квадратические отклонения суммарной погрешности (по коэффициенту МПСТ) и , (по углу фазового сдвига МПСТ) составляют соответственно (5 - 30)·10^-6 и (5 - 30)·10^-6 рад.

Нестабильность вторичного эталона, (по коэффициенту МПСТ) и (по углу фазового сдвига МПСТ), за год составляет (2 - 3)·10^-6 и (2 - 3)·10^-6 рад.

5.4.3. Для измерительных и электронных шунтов пределы допускаемых погрешностей составляют от 0,005 до 0,05% по коэффициенту и от 0,1·10^-4 до 1·10^-4 рад по углу фазового сдвига.

5.4.4. Вторичные эталоны применяют для передачи единиц коэффициента и угла фазового сдвига МПСТ рабочим эталонам первого разряда и СИ (классы точности 0,02 и 0,1) сличением при помощи компаратора.

5.5. Рабочие эталоны

5.5.1. Рабочие эталоны первого разряда

5.5.1.1. В качестве рабочих эталонов первого разряда применяют масштабные преобразователи тока (каскады из них) с диапазоном номинальных значений первичного тока от 0,5 до 5·10⁴ А и номинальными значениями вторичного тока 1 А, 2 А и 5 А, а также измерительные и электронные шунты переменного тока с номинальными значениями сопротивления от 0,01 до 1·10³ Ом в диапазоне тока от 0,01 до 200 А и диапазоне частот от 0,04 до 100 кГц.

5.5.1.2. Пределы допускаемых относительной токовой и абсолютной угловой погрешностей рабочих эталонов МПСТ первого разряда в диапазоне изменения первичного тока от 1 до 200% номинального значения составляют от 0,005 до 0,08% и от 5·10^-5 до 1,5·10^-3 рад.

Пределы допускаемых погрешностей шунтов переменного тока первого разряда составляют от 0,02 до 0,1%.

5.5.1.3. Рабочие эталоны первого разряда применяют для передачи единиц коэффициента и угла рабочим эталонам второго разряда и средствам измерений (классы точности от 0,03 до 0,1) сличением при помощи компаратора, в качестве которого применяется прибор сравнения, а также совместно с шунтами переменного тока первого разряда для передачи единиц коэффициента и угла фазового сдвига МПСТ трансформаторам тока, а также измерительным преобразователям переменного тока в диапазоне частот от 0,04 до 100 кГц методом косвенных измерений.

5.5.1.4. Отношение суммы предела допускаемой погрешности рабочего эталона первого разряда и предела допускаемой погрешности прибора сравнения для каждого значения тока, при котором проводится передача единиц, к пределу допускаемой погрешности рабочих эталонов второго разряда или средств измерений должно быть не более 1/3.

5.5.2. Рабочие эталоны второго разряда

5.5.2.1. В качестве рабочих эталонов второго разряда применяют масштабные преобразователи тока (каскады из них) с диапазоном номинальных значений первичного тока от 0,5 до 5·10⁴ А и номинальными значениями вторичного тока 1 А, 2 А и 5 А, а также измерительные и электронные шунты переменного тока с номинальными значениями сопротивления от 0,001 до 1·10³ Ом в диапазоне тока от 0,01 до 200 А и диапазоне частот от 0,04 до 100 кГц.

5.5.2.2. Пределы допускаемых относительной токовой и абсолютной угловой погрешностей рабочих эталонов МПСТ второго разряда в диапазоне изменения первичного тока от 1 до 200% номинального значения составляют от 0,03 до 0,8% и от 4·10^-4 до 1·10^-2 рад.

Пределы допускаемой погрешности шунтов второго разряда составляют от 0,1 до 0,2%.

5.5.2.3. Рабочие эталоны второго разряда применяют для передачи единиц средствам измерений (классы точности от 0,1 до 10) сличением при помощи компаратора, в качестве которого применяется прибор сравнения, и совместно с амперметрами второго разряда методом косвенных измерений для передачи единиц трансформаторам тока классов точности от 3 до 10, а также измерительным преобразователям переменного тока (включая клещи электроизмерительные) с погрешностью от 0,1 до 10% с цифровым выходом.

Измерительные и электронные шунты переменного тока второго разряда применяют для передачи единиц измерительным и электронным шунтам переменного тока с погрешностью от 0,01 до 1% сличением при помощи компаратора.

5.5.2.4. Отношение суммы предела допускаемой погрешности рабочего эталона второго разряда и предела допускаемой погрешности прибора сравнения для каждого значения тока, при котором проводится передача единиц, к пределу допускаемой погрешности средств измерений должно быть не более 1/3.

5.6. Средства измерений

5.6.1. В качестве средств измерений синусоидального тока применяют:

трансформаторы тока (каскады из них) с диапазоном номинальных значений первичного тока от 0,5 А до 50 кА и номинальными значениями вторичного тока 1 А, 2 А и 5 А с номинальной частотой 50 (60) Гц, а также трансформаторы тока для работы на частотах в диапазоне от 0,04 до 10 кГц;

шунты переменного тока промышленной частоты 50 (60) Гц с диапазоном номинальных значений тока от 1 А до 30 кА;

измерительные и электронные шунты переменного тока для частот от 0,04 до 100 кГц в диапазоне тока от 0,01 до 300 А;

аналоговые и цифровые измерительные преобразователи переменного тока (в том числе клещи электроизмерительные) в диапазоне тока от 100 до 5·10⁴ А в диапазоне частот от 0,04 до 100 кГц.

5.6.2. Классы точности средств измерений составляют от 0,01 до 10.

5.6.3. Пределы допускаемой относительной токовой погрешности средств измерений составляют от 0,1 до 10%.

5.6.4. Пределы допускаемой угловой погрешности средств измерений МПСТ составляют от -180' до +180'.

6.1. Государственный первичный эталон. Эталонная установка большого постоянного тока.

6.1.1. Государственный первичный эталон, в части эталонной установки большого постоянного тока, предназначен:

для воспроизведения и хранения единиц коэффициентов преобразования силы постоянного электрического тока;

для передачи единиц коэффициентов преобразования силы постоянного электрического тока при помощи рабочих эталонов средствам измерений с целью обеспечения единства измерений в стране.

6.1.2. Эталонная установка большого постоянного тока состоит из комплекса следующих средств измерений:

масштабный преобразователь постоянного тока;

измерительная установка (источник большого постоянного тока, компаратор-калибратор, мультиметр, набор мер сопротивлений);

эталоны сравнения.

6.1.3. Диапазоны номинальных значений коэффициентов преобразования силы постоянного электрического тока, воспроизводимых эталоном, составляют (от 1·10^-3 до 1·10^-2) и (от 5·10^-5 до 3·10^-3 В/А).

Диапазон значений силы постоянного электрического тока в первичной цепи эталонной установки составляет от 100 до 1000 А.

6.1.4. Государственный первичный эталон, в части эталонной установки большого постоянного тока, обеспечивает воспроизведение единицы коэффициента преобразования постоянного электрического тока со следующими метрологическими характеристиками:

среднее квадратическое отклонение результата измерений, S,

6.2. Эталоны сравнения

6.2.1. В качестве эталонов сравнения применяют шунты и оптический преобразователь тока с номинальными токами 250 А и 1000 А.

6.2.2. Значения СКО результатов сличений эталона сравнения с первичным эталоном составляют (1 - 4)·10^-5.

Нестабильность эталонов сравнения за год составляет (1 - 5)·10^-5.

6.2.3. Эталоны сравнения применяют для проведения международных сличений и для сличения со стационарными вторичными эталонами.

6.2.4. Значения СКО результатов сличений, при передаче единицы, обусловленные влиянием погрешностей метода и средств измерений, составляют (0,5 - 5)·10^-5.

6.3. Эталоны, заимствованные из других поверочных схем

6.3.1. В качестве эталонов, заимствованных из других поверочных схем, применяют вольтметры второго или третьего разряда в соответствии с ГОСТ 8.027 и меры электрического сопротивления постоянного тока первого, второго и третьего разряда в соответствии с Приложением к приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 февраля 2016 г. N 146.

6.3.2. Эталонные вольтметры совместно с эталонными мерами электрического сопротивления применяют для передачи единиц шунтам первого разряда методом косвенных измерений, а также для передачи единиц измерительным преобразователям тока совместно с шунтами второго разряда методом косвенных измерений.

6.3.3. Меры электрического сопротивления первого и второго разряда применяют для передачи единицы вторичному эталону методом сличения при помощи компаратора.

6.4. Вторичные эталоны

6.4.1. В качестве вторичного эталона используют измерительные и электронные шунты постоянного тока с диапазоном номинальных значений первичного тока от 0,01 до 300 А и номинальными сопротивлениями от 1·10^-4 до 10 Ом.

6.4.2. Для измерительных и электронных шунтов постоянного тока погрешность составляет от 0,005 до 0,01%.

6.4.3. Вторичные эталоны применяют для передачи единиц рабочим эталонам первого разряда и СИ (классы точности 0,01 и 0,05) сличением при помощи компаратора.

6.5. Рабочие эталоны

6.5.1. Рабочие эталоны первого разряда

6.5.1.1. В качестве рабочих эталонов первого разряда для средств измерений коэффициентов преобразования силы постоянного электрического тока применяют измерительные и электронные шунты в диапазоне номинального первичного тока от 0,01 до 300 А с номинальными значениями сопротивления от 1·10^-4 до 10 Ом и погрешностью от 0,01 до 0,05%.

6.5.1.2. Рабочие эталоны первого разряда применяют для передачи единицы рабочим эталонам второго разряда методом сличения при помощи компаратора.

6.5.1.3. Отношение суммы предела допускаемой погрешности рабочего эталона первого разряда и предела допускаемой погрешности компаратора для каждого значения тока, при котором проводится передача единицы, к пределу допускаемой погрешности рабочего эталона второго разряда должно быть не более 1/2.

6.5.2. Рабочие эталоны второго разряда

6.5.2.1. В качестве рабочих эталонов второго разряда для средств измерений коэффициентов преобразования силы постоянного электрического тока применяют:

измерительные шунты постоянного тока;

установки поверочные для шунтов постоянного тока;

шунты эталонные;

преобразователи постоянного тока.

Диапазон номинальных значений тока рабочих эталонов второго разряда от 0,01 А до 15 кА.

Диапазон коэффициентов преобразования от 5·10^-6 до 10 В/А (номинальных значений сопротивления шунтов от 5·10^-6 до 10 Ом).

Пределы допускаемой относительной погрешности рабочих эталонов составляют от 0,02 до 0,5%.

6.5.2.2. Рабочие эталоны второго разряда применяют для передачи единиц коэффициентов преобразования силы постоянного электрического тока средствам измерений методом прямых измерений с помощью поверочной установки, методом сличения при помощи компаратора и эталонного шунта, а также методом косвенных измерений с использованием масштабного преобразователя тока при передаче единицы преобразователям тока нерезистивного типа.

6.5.2.3. Отношение суммы предела допускаемой погрешности рабочего эталона и предела допускаемой погрешности компаратора для каждого значения тока, при котором проводится передача единицы, к пределу допускаемой погрешности средств измерений должно быть не более 1/2 для средств измерений классов точности 0,01/0,02 и не более 1/3 в остальных случаях.

6.6. Средства измерений

6.6.1. В качестве средств измерений для постоянного тока применяют:

измерительные и электронные шунты постоянного тока с диапазоном номинальных значений тока от 0,01 А до 15 кА;

аналоговые и цифровые измерительные преобразователи постоянного тока (в том числе клещи электроизмерительные) в диапазоне тока от 50 А до 250 кА.

6.6.2. Пределы допускаемой относительной погрешности средств измерений составляют от 0,01 до 5%.

6.6.3. Классы точности средств измерений составляют от 0,2 до 5.