山西省地方计量技术规范
JJF(晋) 140-2025
数字式钳形相位伏安表校准规范
Calibration Specification for Clamp Digital Phase voltammeters
2025-08-26 发布2025-11-01 实施
山西省市场监督管理局发布
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归口单位： 山西省市场监督管理局
主要起草单位： 山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院)
本规范委托山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院)负责解释
数字式钳形相位伏安表
校准规范
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Calibration Specification for
Clamp Digital Phase voltammeters
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本规范主要起草人：
李鑫(山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院))
崔泓(山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院))
巩晶晶(山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院))
参加起草人：
董平(山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院))
李江(山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院))
袁兴生(山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院))
李艳(山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院))
樊伟(山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院))
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I
目录
引言.....................................................................II
1 范围....................................................................1
2 引用文件................................................................1
3 概述....................................................................1
4 计量特性................................................................1
4.1 误差表达方式..........................................................1
4.2 测量范围和最大允许误差................................................2
5 校准条件................................................................ 2
5.1 环境条件.............................................................. 2
5.2 测量标准及其它设备.................................................... 2
6 校准项目和校准方法...................................................... 3
6.1 校准项目.............................................................. 3
6.2 校准方法.............................................................. 3
7 校准结果表达............................................................8
8 复校时间间隔............................................................8
附录A .................................................................... 9
附录B ................................................................... 13
附录C ................................................................... 14
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II
引言
本规范依据国家计量技术规范JJF 1071—2010《国家计量校准规范编写规则》、
JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》和JJF1001—2011《通用计量术语
及定义》编制。
本规范在参考了JJF 1075—2015《钳形电流表校准规范》、JJF 1491—2014《数
字式交流电参数测量仪校准规范》等文件的基础上，结合国内钳形数字相位伏安表的质
量控制现状制订。
本规范为首次制订。
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1
数字式钳形相位伏安表校准规范
1 范围
本规范适用于交流电压测量范围0.1V～600 V，交流电流测量范围10 mA～500A，
相位测量范围(0～360)°，交流功率测量范围1mW～300kW，输入信号频率范围45Hz～
65Hz 的钳形数字相位伏安表(以下简称相位伏安表)的校准。
2 引用文件
本规范引用了下列文献：
JJF1075—2015 钳形电流表校准规范
JJF1491—2014 数字式交流电参数测量仪校准规范
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 概述
钳形数字相位伏安表是专为现场测量电压、电流、功率、相位的单通道、双通道或
三通道的数显测量仪表。它的特点是可以在不断开回路的情况下，可以通过电压端子测
量电压，采用钳形电流传感器测量电流，通过A/D 转换方式和数据处理显示功率和相
位。钳形数字相位伏安表的基本组成如图1 所示。其主要功能是用来测量U-U、I-I
及U-I 之间的相位，判别感性、容性电流及三相电压的相序，检测变压器的接线组别。
图1 钳形数字相位伏安表基本组成框图
4 计量特性
4.1 误差表达方式
4.1.1 绝对误差：
x n A A (1)
信号调理
单元
A/D 信号
转换
显示单元
电流、电压
取样输入
通信及控制单元
数据处理
单元
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2
式中：
——示值误差(适用于电压、电流、功率、相位);
x A ——示值;
n A ——标准值。
4.1.2 相对误差：
100%
n
x n
A
A A (2)
式中：
——相对示值误差(适用于电压、电流、功率)。
4.2 测量范围和最大允许误差
相位伏安表交流电压、交流电流、交流功率和相位的测量范围和最大允许误差见表
1。
表1 测量范围和最大允许误差
校准参数测量范围最大允许误差
交流电压100 mV~600 V ±0.2% 及以下
交流电流10 mA ~500 A ±0.2% 及以下
交流功率1 mW~300 kW ±0.2% 及以下
相位0 º~360 º ±1.0 º 及以下
注：表1 中技术指标仅供参考，不用于合格性判定。
5 校准条件
5.1 环境条件
5.1.1 环境温度：(20±5)℃;
5.1.2 相对湿度：(55±20)%;
5.1.3 电源频率：(50±0.5)Hz;
5.1.4 电源电压：(220±22)V;
5.1.5 其他：无影响测量结果的振动、电磁干扰等。
5.2 测量标准及其它设备
采用标准源对相位伏安表各测量参数进行校准。
校准时由标准器、配套设备和环境条件引起的各测量参数测量扩展不确定度或最大
允许误差应小于被校相位伏安表的最大允许误差绝对值的1/3;校准所用标准装置在
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3
30s 内的稳定度和调节细度应小于被校相位伏安表相应测量参数最大允许误差绝对值的
1/10。
6 校准项目和校准方法
6.1 校准项目
相位伏安表校准项目(见表2)
表2 校准项目一览表
序号校准项目校准方法条款
1 交流电压6.2.4
2 交流电流6.2.5
3 相位6.2.6
4 交流功率6.2.7
注：根据相位伏安表功能和用户的要求选择校准项目。
6.2 校准方法
6.2.1 校准前检查
a)相位伏安表外观应完整无破损，标识清晰，有出厂编号、生产厂家等;
b)相位伏安表通电后应显示清晰，按照说明书要求进行预热并工作正常，各种开关
及功能键工作正常。
6.2.2 校准接线
单相相位伏安表、双钳相位伏安表和三相相位伏安表接线图分别见图2、图3、图
4 和图5。
图2 单相钳形数字相位伏安表校准接线图
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4
图3 双钳数字相位伏安表校准接线图
图4 钳形数字相位伏安表三相四线校准接线图
图5 钳形数字相位伏安表三相三线校准接线图
注：图中“*”为同名端。
6.2.3 校准点的选择
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5
a)相位伏安表的不同功能，不同量程有不同的技术指标，对多量程相位伏安表一般
选取误差限最小的量程为基本量程档，其他量程为非基本量程。
b)有额定频率范围的相位伏安表在50Hz 下进行校准。
c)基本量程档，在测量范围内均匀选取5 个校准点，非基本量程档，在测量范围内
均匀选取3 个校准点。
d)也可根据用户要求选取制定基本量程，频率和校准点。
6.2.4 交流电压
使用标准源对交流电压校准，接线方式参照6.2.2。启动标准源输出电压，读取相
位伏安表显示值及标准源输出值，在测量范围内均匀选取不少于5 个校准点来进行电压
示值误差的校准，并按公式(3)计算电压示值误差,按公式(4)计算电压相对误差。
x n U U (3)
相对误差 为： 100%
n
x n
U
U U (4)
式中：
——相位伏安表的示值误差，V;
——相位伏安表的相对误差,%;
x U ——相位伏安表显示值，V;
n U ——标准源的输出实际值，V。
6.2.5 交流电流
使用标准源对交流电流校准，接线方式参照6.2.2。将标准电流源导线置于钳口近
似几何中心位置，启动标准源调节输出电流，读取相位伏安表电流显示值及标准源输出
值，在测量范围内均匀选取不少于5 个校准点来进行电流示值误差的校准，按公式(5)
计算显示电流示值误差,并按公式(6)计算电流相对误差。
x n I I (5)
相对误差 为： 100%
n
x n
I
I I (6)
式中：
——相位伏安表的示值误差，A;
——相位伏安表的相对误差,%;
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6
x I ——相位伏安表显示值，A;
n I ——标准源的输出实际值，A。
对于钳形大电流(大于100A)的校准可采用单通道等安匝法进行电流校准，校准
原理如图6。相位伏安表的放置位置，调节校准指示点等步骤同上，启动标准源调节输
出电流，读取相位伏安表电流显示值及标准源输出值,则示值误差按公式(7)计算，并按
公式(8)计算电流相对误差:
x n I KI (7)
相对误差 为： 100%
n
x n
KI
I KI (8)
式中：
K ———标准电流的额定变比系数
图6 钳形大电流相位伏安表接线图
6.2.6 相位
使用标准源对相位校准，接线方式参照6.2.2。通常选取50Hz 作为校准频率点，
电压、电流(电流点的选取在标准源量限范围内，不采用等安匝法测电流方式接线)可
以选择常用点。依次调节标准源输U-U、I-I 及U-I 之间的相位，并按公式(9)计算相位
示值误差，推荐校准点见表3。
x n max (9)
式中：
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max ——相位示值误差，°;
x ——相位伏安表相位显示值，°;
n ——标准源输出相位值，°。
表3 相位推荐校准点
被校仪表校准点校准点
单钳相位伏安表UI
双钳相位伏安表U1I2、I1U2、U1U2、I1I2 0º、60º、300º
三相相位伏安表
三
相
四
线
UAIA、UBIB、UCIC
IA IB、IA IC、IB IC
UAUB、UAUC、UBUC、
120 º
三
相
三
线
UAB 30 º
UCB 90 º
UABIA 30 º、90 º
UCBIC 330 º、30 º
6.2.7 交流功率
使用标准源对交流功率校准，接线方式参照6.2.2。通常取50 Hz 作为校准频率点，
根据用户使用需要一般选取(110V、220V 或380V)作为电压校准点，在电压校准点下，
电流在测量范围内均匀选取不少于5 个校准点来进行功率示值误差的校准。功率因数选
择1.0、0.5L、0.5C，其中0.5L、0.5C 的功率因数仅在电流量程的某一个点进行校准。
读取相位伏安表功率显示值及标准源输出值，并按公式(10)计算交流功率示值误差,并
按公式(11)计算交流功率相对误差。
x n P P (10)
相对误差 为： 100%
n
x n
P
P P (11)
式中：
——相位伏安表的示值误差，W;
——相位伏安表的相对误差,%;
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x P ——相位伏安表显示值，W;
n P ——标准源的输出实际值，W。
7 校准结果表达
校准结果应在校准证书上反映，校准证书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和应用有关时，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;
l)校准结果及其测量不确定度的说明;
m)校准证书和校准报告签发人的签名、职位或等效标识;
n)校准结果仅对被校对象有效的声明;
o)未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。
8 复校时间间隔
建议复校时间间隔一年。送校单位也可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。
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附录A
数字式钳形相位伏安表校准测量不确定度评定示例
A.1 概述
环境条件：温度：20.2 ℃，相对湿度：40%;
测量标准：电能质量校准器TA4300;
被校对象：数字式钳形相位伏安表
测量过程：采用标准源法，将可调标准源与被校钳形相位伏安表直接连接，由可调
标准源输出标准值给被检相位伏安表，在钳形相位伏安表上读得显示值，与标准源输出
标准值相减，其差值即为钳形相位伏安表的示值误差。
A.1.5 评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，一般可直接使用本不确定度的
评定方法。
A.2 建立测量模型
A.2.1 测量模型
x n A A 1
式中： 1 —相位伏安表的示值误差，V、A、W 或°;
x A —相位伏安表显示值，V、A、W 或°;
n A —标准源的输出实际值，V、A、W 或°。
A.2.2 灵敏系数：
测量模型x n A A 1
灵敏系数：C 1 1
1
x A
C 1 1
2
n A
A.2.3 传播律：因各输入量彼此独立不相关，所以
( ) 2 ( )
2
2
2
2
1
2
1
2
c x n u c u A c u A
A.3 输入量的标准不确定度评定
A.3.1 输入量x A 的标准不确定度( ) x u A 的评定：
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输入量Ax 的标准不确定度( ) x u A 的来源主要是由被校相位伏安表的测量重复性
( ) x1 u A 以及被校仪器分辨力引起的不确定度分量( ) x2 u A 。
不确定度分项( ) x1 u A 采用A 类方法评定。选择交流电压U1为100V，交流电流I1为
1A，相位U1I160°校准点，在相同温湿度，各参数重复性条件下连续独立测量10 次，
测量数据见表A.1
表A.1 测量重复性及其引入的标准不确定度分量
测量次数
n
U1100 V 测量结果
(单位：V)
I11 A 测量结果
(单位：A)
P150 W 测量结果
(单位：W)
U1I160 °测量结果
(单位：°)
1 100.1 1.001 50.1 60.1
2 100.0 1.000 50.0 60.2
3 100.0 1.000 50.0 60.0
4 100.1 1.001 50.1 60.0
5 100.1 1.000 50.1 60.1
6 100.0 1.000 50.1 60.2
7 100.0 1.001 50.0 60.0
8 100.1 1.000 50.1 60.0
9 100.0 1.001 50.0 60.1
10 100.0 1.000 50.0 60.1
实验标准
偏差( ) i s x 0.05164 0.000516 0.05270 0.078881
( ) x1 u A 0.05164 0.000516 0.05270 0.078881
根据贝塞尔公式计算出实验标准偏差s ：
1
( )2
n
x x
s x
n
i
i
i
由于在实际工作中取单次测量结果作为最终结果，故标准不确定度分量：
1 1 u(A ) s x x
不确定度分量( ) x2 u A 采用B 类方法评定，相位伏安表在100V 校准点下的分辨力为
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0.1V，1A 校准点下分辨力为0.001A，50W 校准点分辨力为0.1W，60°校准点分辨力为
0.1°，则相应区间半宽及不确定度分量见表A.2，其概率分布为均匀分布，包含因子
k 3，则
k
u Ax
( ) a 2
表A.2 分辨力引入的不确定度分量
参数
U1100 V 校准点
(单位：V)
I11 A 校准点
(单位：A)
P150 W 校准点
(单位：W)
U1I160 °校准点
(单位：°)
分辨力0.1 0.001 0.1 0.1
区间半宽0.05 0.0005 0.05 0.05
( ) x2 u A 0.0289 0.000289 0.0289 0.0289
为了避免重复，由钳形相位伏安表引入的不确定度分量( ) x u A 选择( ) x1 u A 和( ) x2 u A
两值较大者，见表A.4
A.3.2 由标准器引入的标准不确定度( ) n u A 的评定
输入量n A 的不确定度来源主要是由标准源引起的不确定度，采用B 类方法进行评
定。标准源制造厂说明书给出其交流电压最大允许误差MPE=±0.02%。测量100V 时
MPE=±(0.02%×100)V=±0.02V，区间半宽为0.02V，交流电流1A 最大允许误差MPE=±
(0.02%×1)A=±0.0002A，区间半宽为0.0002A，相位最大允许误差MPE=±0.1º。区
间半宽为0.1º，其概率分布为均匀分布，包含因子，k 3，标准不确定度( ) n u A 见表
A.3
k
u An
( ) a
表A.3标准源引入的不确定度分量( ) n u A
参数
U1100V 校准点
(单位：V)
I11A 校准点
(单位：A)
P150W 校准点
(单位：W)
U1I160°校准点
(单位：°)
区间半宽a 0.02 0.0002 0.02 0.1
( ) n u A 0.0115 0.000115 0.0115 0.058
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A.4 标准不确定度汇总
表A.4 标准不确定度汇总表
标准不确定
度分量
( ) i u X
不确定
度来源
U1100 V
(单位：V)
I11 A
(单位：A)
P150 W 校准
点
(单位：W)
U1I160 °
(单位：°)
概率
分布i c
( ) x1 u A 测量重
复性
0.05164 0.000516 0.05270 0.078881 正态1
( ) x2 u A 分辨力0.0289 0.0000289 0.0289 0.0289 均匀1
( ) n u A 标准器0.0115 0.000115 0.0115 0.058 均匀-1
注：测量重复性带来的不确定度较大，所以选择测量重复性引入的不确定度作为被校仪器引入
的不确定度分量。
A.5 合成标准不确定度的评定
由A.2.3 条可得到
2 2 ( ) 2 ( )
c x n u u A u A
A.6 扩展不确定度的评定
取k 2 ,则， c U ku ，各校准点的扩展不确定度见表A.5。
表A.5 扩展不确定度
校准点合成标准不确定度c u 包含因子k 扩展不确定度U
U1 100 V 0.0529 V 2 0.1 V
I1 1 A 0.00053 A 2 0.001 A
P150 W 0.0529 W 2 0.1 W
U1I1 60 ° 0.098 ° 2 0.2 °
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附录B
钳形数字相位伏安表校准原始记录格式
送校单位
信息
送校单位地址
联系人联系电话邮编
被校仪器
信息
仪器名称制造厂商
型号规格出厂编号
标准器
信息
标准器名称型号规格编号
不确定度或准确度
等级或最大允许误差
证书号有效期至
校准信息
校准地点校准员核验员
校准日期温度℃ 相对湿度%
校准依据
校准结果
1、交流电压：(V)
标准值示值示值误差测量不确定度
2、交流电流：(A)
标准值示值示值误差测量不确定度
3、交流功率：(W)
标准值示值示值误差测量不确定度
4、相位：(°)
标准值示值示值误差测量不确定度
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附录C
校准证书内页格式
证书编号XXXX-XXXX
送校单位
信息
送校单位地址
联系人联系电话邮编
被校仪器
信息
仪器名称制造厂商
型号规格出厂编号
标准器
信息
标准器名称型号规格编号
不确定度或准确度
等级或最大允许误差
证书号有效期至
校准信息
校准地点校准员核验员
校准日期温度℃ 相对湿度%
校准依据
校准结果
1、交流电压：(V)
标准值示值示值误差测量不确定度
2、交流电流：(A)
标准值示值示值误差测量不确定度
3、交流功率：(W)
标准值示值示值误差测量不确定度
4、相位：(°)
标准值示值示值误差测量不确定度
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