測量不確定度評定在電能計量實驗室比對的應(yīng)用示例

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們認(rèn)識能力的提高，計量檢測手段、檢測方法的改進(jìn)，電能計量檢測水平也在不斷提高，檢測方法也日臻完善。測量不確定度作為一項新的檢測技術(shù)方法，在電能計量實驗室比對試驗中也得到很好的應(yīng)用。測量不確定度是指表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。比對是指在規(guī)定條件下，對相同準(zhǔn)確度等級的同種計量基準(zhǔn)、計量標(biāo)準(zhǔn)或工作計量器具的量值進(jìn)行的比較。電能計量實驗室比對則是按照預(yù)先規(guī)定的條件下，由多個實驗室，對選定的電能計量器具進(jìn)行檢定及測試，利用不確定度評定方法，進(jìn)行量值的分析、評定，給出檢測結(jié)果和測量不確定度結(jié)論，最終對各電能計量實驗給出評價的一個過程。本文結(jié)合本單位參加全區(qū)范圍的電子式電能表量值比對的實際工作成果，著重給出測量不確定度評定在電能計量實驗室比對中的應(yīng)用實例，為廣大電能計量工作者在進(jìn)行電能計量標(biāo)準(zhǔn)測量不確定度評定時提供參考、借鑒或交流。

0.5級三相電子式電能表示值誤差檢定結(jié)果的不確定度評定實例。

一、 概述

（1）檢定依據(jù)：JJG596-1999《電子式電能表檢定規(guī)程》。（2）環(huán)境條件：溫度：19℃，濕度：60%PH。（3）檢定標(biāo)準(zhǔn)：0.1級三相電能標(biāo)準(zhǔn)裝置，型號：YC-1893D，規(guī)格：0V～380V，0V～100A。（4）被測對象：0.5級三相四線電子式多功能電能表。（5）檢定過程：裝置輸出一定功率給被檢表，并對被檢表進(jìn)行脈沖采樣，將得到的電能值與裝置輸出的標(biāo)準(zhǔn)電能值比較，得到被測表在220V，1.5A的相對誤差。

二、 數(shù)學(xué)模型

1.數(shù)學(xué)模型：r=r0；式中r為被檢單相交流電能表的相對誤差，r0為電能表檢定裝置上測得的相對誤差。

2.靈敏系數(shù)：c= r/ r0=1。

三、不確定度分量的計算

輸入量r0的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u的來源主要有三方面：在重復(fù)性條件下由被測電能表示值重復(fù)性引起的不確定度u1，采用A類評定方法評定；電能表檢定裝置的誤差引起的不確定度u2，采用B類評定方法評定；數(shù)據(jù)修約引入的不確定度u3，采用B類評定方法評定。

1.標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1的評定：該不確定度分項主要是由于被檢電能表的示值誤差重復(fù)性引起，可以通過連續(xù)測量得到測量列，采用A類方法進(jìn)行評定。對0.5級三相四線電子式多功能電能表，在220V/1.5A功率因數(shù)為1.0和0.5L時，各連續(xù)測量5次，測得數(shù)據(jù)為：

標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1的評定：u1=S（xi）/=0.00212/

=0.000948%（cosφ=1.0時）

u1=S（xi）/=0.00684/=0.00306%（cosφ=0.5L時）

自由度：v1=5-1=4（cosφ=1.0時）v1=5-1=4（cosφ=0.5L時）

2.標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2的評定：該不確定度主要是電能表檢定裝置示值誤差引起的，該0.1級裝置經(jīng)廣西計量測試研究院檢定合格，檢定證書號為電能字第0283289號，根據(jù)檢定證書可知該裝置的最大允許誤差MPE為±0.1%，則其變化半寬為a=0.1%，在此區(qū)間內(nèi)服從均勻分布，包含因子k=。u2=

0.1%/=0.0577%。因為評定信息來源于上級檢定證書，故u2很可靠，所以v2=∞。

3.標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3的評定：該不確定度主要是數(shù)據(jù)修約引起的，0.5級電能表修約間距為0.05%，則其半寬為a=

0.025%，在此區(qū)間內(nèi)服從均勻分布，包含因子k=。u3=

0.025%/=0.0144%。因為評定信息來源于國家計量檢定規(guī)程，故v3很可靠，所以v3=∞。

4.標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算：

u=[u21+u22+u23]1/2=0.0595%（cosφ=1.0時）

u=[u21+u22+u23]1/2=0.0595%（cosφ=0.5L時）

5.標(biāo)準(zhǔn)不確定度u的自由度：

v=u4/（u14/v1+u24/v2+u34/v3）→∞（cosφ=1.0時）

v=u4/（u14/v1+u24/v2+u34/v3）→∞（cosφ=0.5L時）

四、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：uc：uc2=c2u2

uc=cu=1×0.0595%=0.0595%（cosφ=1.0時）

uc=cu=1×0.0595%=0.0595%（cosφ=0.5L時）

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的有效自由度：

veff=v=∞（cosφ=1.0時）

veff=v=∞（cosφ=0.5L時）

五、取置信概率

置信概率P=95%，有效自由度veff=∞，查t分布表可得

kp=t95（∞）=1.96

六、擴(kuò)展不確定度U95

U95rel=KpUc=1.96×0.0595%= 0.117%（cosφ=1.0時）

U95rel=KpUc=1.96×0.0595%=0.117%（cosφ=0.5L時）

經(jīng)區(qū)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局組織專家進(jìn)行評價，該次電能量值比對試驗的各檢測項目全部合格，比對結(jié)果均為滿意。這是對武鳴供電公司電能實驗室的檢定設(shè)備和人員技術(shù)水平、能力的充分肯定，也充分說明電能量值是準(zhǔn)確的，電能表檢定數(shù)據(jù)是可靠的。

本文通過電能計量實驗室比對實例介紹了三相電子式電能表示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定方法和步驟。測量不確定度理論是在測量誤差理論基礎(chǔ)上完善和發(fā)展起來，測量不確定度評定，不僅能夠說明計量標(biāo)準(zhǔn)測量能力的好壞，反映計量人員技術(shù)水平的高低，還是評價計量標(biāo)準(zhǔn)綜合性能的依據(jù)，是計量考核規(guī)范的重點(diǎn)考核內(nèi)容。測量不確定度在電能計量標(biāo)準(zhǔn)建標(biāo)工作中已成為一項重要技術(shù)指標(biāo)，在電能計量標(biāo)準(zhǔn)期間核查中也成為一種重要的方法，在電能實驗室比對工作中也是重要的比對依據(jù)。對測量不確定度評定方法的正確理解、掌握和正確熟練地運(yùn)用到實際測量工作中是當(dāng)代每個計量人員都應(yīng)該具備的技能。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]《JJF1059-1999測量不確定度評定與表示》國家質(zhì)監(jiān)局發(fā)布1999-05-01實施

[2]《JJG596—1999電子式電能表檢定規(guī)程》國家質(zhì)監(jiān)局發(fā)布2000-03-15實施

[3]《計量基礎(chǔ)知識》.中國計量出版社，2001-6