120-126電子式電能表檢定裝置的示值誤差結(jié)果的不確定度評定(1)

1、.電子式電能表檢定裝置誤差測量結(jié)果不確定度的評定 陜西省富平縣技術(shù)監(jiān)督局 程新政 雷曉民 李曉晴 711700摘 要： 依據(jù)jjg597-2005交流電能表檢定規(guī)程使用0.05級三相四線電子式標準表對0.3級單相電能表在cos = 1 和cos = 0.5l負載時進行了示值誤差測量，并對測量結(jié)果進行了分析評定，給出了測量結(jié)果不確定度的報告。關(guān)鍵詞 標準電能表 檢定裝置 示值誤差 不確定度評定 一、測量過程簡述 1 測量依據(jù)：jjg5972005電能表檢定規(guī)程； 2 測量環(huán)境條件：溫度202,相對濕度50%20%。 3 被測對象：規(guī)格由0.2級標準表型號dds438型,和0.05級互感器組成的0

2、.3級標準表。準確度等級0.3級。 4 測量標準：0.05級ptc-8320c三相四線電子式電能表檢定裝置。5 測量方法和測量過程：電能表檢定裝置的基本誤差用相對誤差表示，校準是在規(guī)程規(guī)定的環(huán)境條件下預熱不超過30分鐘，裝置輸出一定功率給被檢表，被檢表得到的測量電能與裝置指示的電能按下式由標準表自動計算出裝置的相對誤差i（%）： 裝置采用比較法校準，原理圖如圖(一)所示 i2* u2* ii*uu*i1*（0.2級標準表） u1 * 0.3級電能表檢定裝置 0.05級標準電能表 圖一 用比較法校表電能表檢定檢定裝置示值誤差示意圖 i（%)=w0（%）=100%精品.6評定結(jié)果的使用：符合上述條

3、件的測量結(jié)果，一般可參照使用本不確定度評定方法。二、數(shù)學模型 i = wo式中： i 被測量裝置的相對誤差，%； wo 標準電能表測得的相對誤差，%。 三、各輸入量的標準不確定度評定輸入量標準w0不確定度的來源主要有五個方面:1. 對被測裝置進行重復性測量引起的不確定度u(01)，a類評定； 2.標準表誤差引入的02不確定度u(02),b類評定。 3.被測裝置誤差化整03引入的不確定度u(03)，b類評定。 4.標準裝置數(shù)字顯示分辨率04的不確定度u(04)，b類評定。 5.裝置使用說明書上數(shù)據(jù)傳感器的最大誤差的影響05的不確定度u(05)，b類評定。 1.01的標準不確定度u(01) 的評定

4、該不確定度分項主要是由被檢電能表的重復性引起的，通過連續(xù)測量得到測量列,采用a類方法進行評定。對被測裝置施加交流電壓220v、i=5a、分別在cos = 1 和cos = 0.5l感性負載條件下各連續(xù)測量10次，分別得到如表1中測量列01（%）。 表 - 被測裝置的相對誤差 次數(shù)12345678910平均值cos=1.001（%）0.0150.0130.0170.0160.0120.0130.0120.0140.0140.0130.0139cos=0.5l/01（%）-0.037-0.030-0.033-0.028-0.031-0.033-0.032-0.034-0.028-0.035-0.0

5、312 由這些誤差求得單次測量的實驗標準差：精品. =1時， s= = 0.0049% =0.5l時， s = 0.0074%再選4臺同樣類型的被測裝置，重復性條件下連續(xù)測量10次，共得到5組測量列的實驗標準差，如表二所示 表二 5組實驗標準差計算結(jié)果m12345標準差s j %=10.07820.06930.07560.08140.0837=0.5l0.01290.01340.01220.01270.0120合并樣本標準差=1時 sp = = 0.00456% =0.5l時 sp = = 0.00716% 在實際工作中以每個點的3次測量平均值作為測量結(jié)果，其相對標準不確定度為： =1時， =

6、 0.00456% =0.5l時， = 0.00716 %自由度：= 5（101= 45 2. 02的標準不確定度u(02)評定 按jjg5972006檢定規(guī)程之規(guī)定，0.05級標準表的允許誤差限（或稱基本誤差限）為0.05%（=1）和0.07%（=0.05l），試驗統(tǒng)計分析表明屬正態(tài)分布，置信概率取95%，查表取 k=1.96。采用b類方法進行評定，因此，裝置誤差引入的標準不確定度，則精品.=1時， u(02) = = 0.026%=0.5l時， u(02)= = = 0.036% 估計 = 10%，則自由度= = 50 3. 03 的標準不確定度的評定 u(03）測量0.3級電能表檢定裝置

7、時，按jjg5972005要求，其結(jié)果按0.02%的化整間距進行化整，取半?yún)^(qū)間，按均勻分布考慮，取，采用b類方法進行評定，由此引入的不確定度 u(03) ，則 =1時，=0.5l時均為 u(03) = u(05) = = 0.0058%估計=10%，則自由度 = 50 4. 04的標準不確定度的評定 來源于標準裝置數(shù)字顯示分辨率的不確定度，采用b類方法進行評定。估計為0.01%，取半?yún)^(qū)間，按均勻分布考慮，取，引入標準不確定度 u(4) ，則 =1時，=0.5l時均為， u(4) = u(4) = = 0.0029% 估計估計=10%，則自由度 = 50 5. 05的標準不確定度的評定 u(05

8、) 來源于標準裝置數(shù)據(jù)傳感器最大允許誤差0.02%的不確定度，采用b類方法進行評定，取半?yún)^(qū)間，按均勻分布考慮，引入標準不確定度 u(05)，則精品. =1時，=0.5l時均為， u(05) = u(05) = 0.0029% 估計估計=10%，則自由度 (05) = 50 對以上的五項標準不確定度進行分析：通過對以上五項標準不確定度的分析和計算可知：標準表引起的誤差最大，重復性測量次之，最后兩項則最小。 四 合成標準不確定度和自由度的計算 鑒于01、02、03、04、05五項互不相關(guān)，故 =1時， u2 (w 0 ) = u2(01)+u2(02) + u2(03)+ u2(04) + u2(

9、05) = （0.00456%）2 +（0.026%）2 +（0.0058%）2 +（0.0029%）2 +（0.0029%）2 u (w 0 ) = 0.0273% =0.5l時， u2 (w 0 ) = u2(01)+ u2(02) + u2(03+ u2(04) + u2(05) =（0.00716 %）2 +（0.036%）2 + （0.0058%）2 + （0.0029% ）2 +（0.0029%） u (w 0 ) = 0.0374 % 有效自由度 =1時， eff = = 56 =0.5l時，精品. eff= = 55 五、擴展不確定度的評定 1. 靈敏系數(shù) 根據(jù)本電能表檢定裝置

10、的測量原理，其在測量過程中的幾個因素都會對測量結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，為對分析測量結(jié)果不確定度直觀和方便起見，現(xiàn)將測量結(jié)果的數(shù)學模型（2）轉(zhuǎn)換為下式（3） = （3） 各分量的靈敏系數(shù)為表三 標準不確定度匯總表標準不確定度不確定度來源標準不確定度（%）10.5l10.5l10.5lu(01)測量重復性的不確定度0.004560.0071610.004560.0071645u(02)u(03)u(04)u(05)測量電能表誤差的不確定度基本誤差修約間距的不確定度數(shù)字顯示分辨率的不確定度裝置傳感器的不確定度0.0270.00580.00580.00290.0370.00580.00580.002911

11、-1-10.0270.00580.00580.00290.0370.00580.00580.002950505050=1 , =1 , = 1, =-1 ,=-1精品.2. 各不確定度分量匯總表 （表三） 3. 合成標準不確定度的有效自由度 =1時, 取有效自由度 eff = 56,取有效自由度eff =50 =0.5l時，eff = 55 取有效自由度eff = 50 4. 擴展不確定度的評定 =1時,取置信概率=95%， =50，包含因子=2.01，則擴展不確定度： = 0.0273%2.01 = 0.0548% =0.5l時，取置信概率=95%，eff =50，包含因子=2.01，則擴展不確定度： =