三相電子式電能表測量結果的不確定度評定

聶衛平

摘要

三相電子式電能表為常見電能表類型，其具有可靠性高，測量精度高，測量靈敏性高、使用壽命長且使用耗能低等特點。但高精度儀器亦存在測量的誤差性。為了盡可能保障三相電子式電能表的計量應用準確性，本文對三相電子式電能表的測量結果不確定度加以評定，旨在為三相電子式電能表的校準以及檢定提供可靠的實驗依據。

【關鍵詞】三相電子式電能表 測量結果 不確定度評定

本次研究選擇三相電子式電能表，對其測量結果的不確定度加以評定。文章主要闡述不確定度評定的基礎情況、不確定度評定數學測量模型的構建、各輸入量不確定度分量評定、合成標準不確定度與擴展不確定度評定，最后對測量結果不確定度加以報告分析。

1 不確定度評定的基礎情況

本次對于三相電子式電能表的測定主要依據《標準電能表檢定規程》進行。電能表測量結果的不確定度評定，選取20±2℃、60±15%相對濕度的標準環境進行。測量選取三相電子式電能表為1.0級、CL317型號。標準三相電子式電能表選取0.05級，于標準環境下進行測量結果不確定度評定。

2 不確定度評定數學測量模型的構建

不確定度測定的數學模型構建為：

γ=γ₀+Δγ（1）

注：γ表示被檢測電能表相對誤差值。γ₀表示標準電能表相對誤差值。△γ表示標準電能表修正值。

3 各輸入量不確定度分量評定

對于輸入量γ₀的標準不確定度可采取A類測定方法以及B類測定方法。測定方法的選取主要依據γ₀的標準不確定度來源。

3.1 A類測定方法不確定度評定

選取1.0級三相電子式電能表作為被檢測電能表，設定1.5A額定負載電流，在1.0功率因數條件下進行10次獨立、重復的測量。獲取標準差數據如下：

0.281、0.115、0.095、0.095、0.280、0.315、0.155、0.087、0.204、0.301。

標準差測量公式：

注：i表示獨立、重復測量的次數，7i表示相對誤差，另尸表示10次獨立、重復測量的平均數值。n表示獨立、重復測量的次數，數值選取為10。

三相電子式電能表測量結果不確定度檢定中，實際測量次數一般為兩次，兩次測量數據取平均值，即為三相電子式電能表的實際測量結果，故標準差計算公式為：

3.2 B類測定方法不確定度評定

對于被測量三相電子式電能表的檢定選取0.05級標準三相電子式電能表，同樣選取1.5A額定負載電流，1.0功率因子，標準電能表誤差絕對值低于0.02%，假定均勻分布;傳遞誤差小于0.01%，假定均勻分布;數據化整間距為0.02%誤差，假定均勻分布。三項的分散區間半寬數值均為0.01

標準三相電子式電能表的不確定度：

標準三相電子式電能表傳遞誤差不確定度：

標準三相電子式電能表數據化整誤差不確定度：

依據A類測定與B類測定可知，標準不確定度為：

4 合成標準不確定度與擴展不確定度評定

合成標準不確定度計算

注：其中c表示靈敏度系數，根據靈敏度系數計算公式，此處靈敏度系數c=1.

擴展不確定度計算

U=κ×μ（γ）=0.03%（10）

5 測量結果不確定度報告小結

本次研究對額定電流1.5A，功率因子為1.0的三相電子式電能表進行測量結果的不確定度評定。結果顯示，包含因子為2時，該三相電子式電能表的不確定度為0.03%。

參考文獻

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