Komponentenkalibrierung
Schrittweise Kalibrierung eines Leistungsmesssystems
Komponenten eines Leistungsmesssystems für verschiedene Bereiche der Hochspannung
Ein Leistungsmesssystem im Bereich der Hochspannungstechnik besteht üblicherweise aus Spannungssensoren, Stromsensoren und einem Leistungsmessgerät. Als Spannungssensoren werden meist Spannungswandler verwendet. Seltener werden auch Spannungsteiler eingesetzt. Als Stromsensoren werden ausschließlich Stromwandler verwendet. Die Messwandler und das Leistungsmessgerät haben jeweils eine selbstständige Kalibriermethode.
Kalibrierung der Messwandler
Kalibrierung der Messwandler
Die Kalibrierungen der Stromwandler und Spannungswandler werden mit einer Wandlermessbrücke durchgeführt. Dabei werden für jeden Messbereich des Messwandlers nachfolgende Messunsicherheiten bescheinigt:
- Messunsicherheit der Amplitude des Messbereichs
- Messunsicherheit des Winkels des Messbereichs
Die Kalibrierung der Wandler mit Auswertung der Kalibrierung in Form von Amplitudenfehler und Winkelfehler ist in der Abbildung schematisch dargestellt.
Kalibrierung des Leistungsmessgerätes
Kalibrierung des Leistungsmessgerätes
Das Leistungsmessgerät misst die Ausgangsspannungen und Ausgangsströme der Messwandler. Gemäß der Definition enthält ein Leistungsmessgerät einen Spannungsmesskanal und einen Strommesskanal. Ähnlich wie bei den Messwandlern werden für alle kalibrierten Spannungsmessbereiche und Strommessbereiche des Leistungsmessgerätes nachfolgende Messunsicherheiten bescheinigt:
- Messunsicherheit der Amplitude des Spannungsmessbereichs
- Messunsicherheit des Winkels des Spannungsmessbereichs
- Messunsicherheit der Amplitude des Strommessbereichs
- Messunsicherheit des Winkels des Strommessbereichs
Üblicherweise muss das Leistungsmessgerät für die Kalibrierung in ein weiteres Kalibrierlabor verschickt werden.
Die Kalibrierung des Leistungsmessgerätes mit Auswertung der Kalibrierung in Form von Amplitudenfehler und Winkelfehler für Strommesskanal und Spannungsmesskanal ist in der Abbildung schematisch dargestellt.
Finale Messunsicherheit des Leistungsmesssystems
Finale Messunsicherheit des Leistungsmesssystems
Für die Messergebnisse einer Leistungsmessung muss die Messunsicherheit des Leistungsmesssystems anhand der verwendeten Messbereiche der beiden Messwandler und des Leistungsmessgerätes ermittelt werden. Dabei muss die finale Messunsicherheit des Leistungsmesssystems für jede Kombination der Wandlermessbereiche und der Messbereiche des Leistungsmesssystems bestimmt werden. Die bescheinigten Messunsicherheiten werden mittels Fehlerfortpflanzungsgesetz zusammengefügt. Für die Bestimmung der finalen Messunsicherheit des Leistungsmesssystems ist der Betreiber des Leistungsmesssystems verantwortlich.
Fazit
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Die Notwendigkeit zweier Kalibrierlaboratorien verursacht einen erhöhten Aufwand für Logistik und Koordinierung der Kalibrierarbeiten.
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Die Verantwortlichkeit für die finale Messunsicherheit liegt beim Betreiber des Leistungsmesssystems.
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Die finale Messunsicherheit des Leistungsmesssystems muss für jede Kombination der Wandlermessbereiche und der Messbereiche des Leistungsmesssystems bestimmt werden.
