测试试验与观察分析

为了观察分析设计的交直流钳形表检测交流信号、直流信号以及交直流混杂信号的检测效果，按图8所示布置了与传统交流钳形表比较的观察测试试验。
观察测试试验的实施步骤为：

第一步，将交流电流源与直流电流源的回路导线同时置于交直流钳形表与传统交流钳形表分别的钳口几何中心；

第二步，交流电流源提供稳定纯交流信号，交直流钳形表与传统交流钳形表同时检测电流信号，并各自通过测量还原电路，连接示波器的通道1与通道2，显示波形进行观察；

第三步，关闭交流电流源，由直流电流源提供稳定纯直流信号，交直流钳形表与传统交流钳形表同时检测电流信号，并各自通过测量还原电路，连接示波器的通道1与通道2，显示波形进行观察；

第四步，交流电流源与直流电流源同时提供稳定交直流混杂信号（电流输出参数与之前步骤一致），交直流钳形表与传统交流钳形表同时检测电流信号，并各自通过测量还原电路，连接示波器的通道1与通道2，显示波形进行观察。

观察测试试验过程中的波形显示情况如图9所示。

图9（a）为试验选用的EDS102CV-OWON利利普数字示波器；图9（b）为纯交流测量比较图；图9（c）为纯直流测量比较图；图9（d）为交直流混杂测量比较图。图9中通道1显示的红色波形皆来源于交直流钳形表的测量波形，通道2显示的黄色波形皆来源于传统交流钳形表的测量波形。

根据观察测试试验测试情况分析，纯交流测量时，两种钳形表皆能较好测量交流信号；纯直流测量时，交直流钳形表因嵌入基于霍尔效应的直流检测模块，可以实现直流电流检测，而传统钳形表无法检测直流信号；交直流混杂测量时，交直流钳形表可以实现检测，观察实时波形特征可发现是交流波形因直流分量而上移（波形叠加）。传统钳形电流表测量波形仍然以零轴为基准线（无直流分量导致的上移现象），检测到的交流分量（幅值）相较更小但不为0，有两个原因，首先是因为直流分量感应励磁而削减互感交流电流，其次是因为钳形表钳口间有气隙，并不会完全闭合，所以直流励磁也并不会使铁芯完全饱和[15]。
结论
  在当前新能源发电换电并网以及非线性负载冲击交流供电系统的时代背景下，作为基础性用电监测与校验设备的钳形表在工作中可能因直流分量干扰而失准、失效甚至损毁。本文设计了一款基于霍尔元件直流补偿和自校准技术的现场校验用高精度交直流钳形表，进行了测量不确定度评定，量程内所有交直流校准点测量不确定度优于0.2%，准确度等级优于0.5级。与传统交流钳形表比较，进行了交直流观察测试试验，表明了设计的钳形表可实现交直流测量。该款钳形表计量准确、性能稳定，可测交直流且使用便捷，具有广阔的应用前景与突出的推广价值。