電子式絕緣電阻表示值誤差的不確定度評定分析

萬薇薇

摘要：絕緣電阻表是發電企業常用的一種測量儀表。主要用來檢查電氣設備、電氣線路對地及相間的絕緣電阻，避免發生觸電傷亡及設備損壞等事故。絕緣電阻表可分為電子式和手搖式。其中電子式絕緣電阻表相對于手搖式來說，具有多種電壓輸出等級、容量大、輸出電壓穩定、抗干擾強、操作簡單、使用方便等特點。本文詳細結合實際應用中電子式絕緣電阻表檢定的情況，分析了電子式絕緣電阻表示值誤差測量值的不確定度的來源，并詳細介紹了電子式絕緣電阻表示值誤差測量結果不確定度評定的方法。

關鍵詞：電子式絕緣電阻表;示值誤差;不確定度評定

1不確定度及電子式絕緣電阻表的概述

不確定度的含義是指由于測量誤差的存在，對被測量值的不能肯定的程度。反過來，也表明該結果的可信賴程度。它是測量結果質量的指標。不確定度愈小，所述結果與被測量的真值愈接近，質量越高，水平越高，其使用價值越高;不確定度越大，測量結果的質量越低，水平越低，其使用價值也越低。在報告物理量測量的結果時，必須給出相應的不確定度，一方面便于使用它的人評定其可靠性，另一方面也增強了測量結果之間的可比性。

絕緣電阻表廣泛應用于電子設備、儀器儀表的絕緣電阻測量，屬于國家強制檢定計量器具。電子式絕緣電阻表是指由電池或外接電源供電，通過電子器件進行DC/DC變換對測量端子L、E提供測量電壓，被測電阻接在測量端子L、E之間。由IC或CPU等組成的電子電路對被測信號進行變換或處理，由磁電系電流表或數字表直接指示或顯示被測絕緣電阻值，具有泄露屏蔽或端子G的絕緣電阻表。近年來電子式絕緣電阻表以其高精度，度數直觀，操作簡便等特點，逐步取代了傳統的手搖式絕緣電阻表。《電子式絕緣電阻表》檢定規程中，所提到的準確度等級與傳統的手搖式絕緣電阻表也有所相同。那么，對電子式絕緣電阻表的不確定度評定進行探討，是很有必要的。測量依據：《電子式絕緣電阻表檢定規程》。環境條件：電子式絕緣電阻表檢定溫度為（23±5）℃，相對濕度45%～75%。測量標準：標準器為高壓高阻箱。準確度等級為0.2%～10%。被測對象：電子式絕緣電阻表（數字式）：允許誤差為±（1.5%+5），測量范圍為0.01MΩ～10GΩ。測量方法：將高壓高阻箱示值調節至檢定點，讀取電子式絕緣電阻表示值，電子式絕緣電阻表示值與高壓高阻箱示值之差值為該電子式絕緣電阻表的示值誤差。

2測量模型分析

式中：ΔR-電子式絕緣電阻表示值誤差;RX-電子式絕緣電阻表示值;RS-高壓高阻箱示值。

3測量不確定度的主要來源分析

電子式絕緣電阻表測量不確定度的主要來源包括3個方面：

（1）電子式絕緣電阻表的測量重復性引入的標準不確定度u（RX）

（2）高壓高阻箱的各步進值得準確度引入的標準不確定度u（RS）

（3）電子式絕緣電阻表分辨力輸入量引入的標準不確定度u（Rδ）

4輸入量的標準不確定度評定

4.1輸入量RX的標準不確定度u（RX）的評定

輸入量RX的不確定度主要由被檢絕緣電阻表的示值重復經引入的標準不確定度u（RX），分析此項采用A類評定方法進行評定。對絕緣電阻表1000V電壓檔，1000MΩ的點進行10次連續測量得到測量列。測量結果如表1：

根據要求，檢定結果修約到準確度等級的1/10位。故算術平均值為：

實驗標準差為：

4.2輸入量RS的標準不確定度u（RS）的評定

輸入量RS的標準不確定度u（RS）的來源是高壓高阻箱的步進值準確度，標準不確定度采用B類標準不確定度評估。通過查詢高壓高阻箱的檢定證書可知1000MΩ的準確度等級為0.02%，則不確定度區間的半寬度為1000MΩ×0.02%=20MΩ，其分布視為均勻分布，包含因子k=，則：

4.3輸入量Rδ的標準不確定度u（Rδ）的評定

輸入量Rδ的標準不確定度u（Rδ）的來源是電子式絕緣電阻表的分辨力引入的標準不確定度，采用B類標準不確定度評估。由儀器說明書得知1000MΩ分辨力為1MΩ，則不確定度區間的半寬度為12=0.5MΩ，視為均勻分布，包含因子k=，則：

5合成標準不確定度的計算

以上所分析的標準不確定度分量彼此獨立互不相關，所以合成標準不確定度為

6擴展不確定度的評定

取包含因子k=2，則電子式絕緣電阻表（數字式）在1000V電壓檔，1000MΩ的點，擴展不確定度U為：

7測量值的不確定度的報告與表示

電子式絕緣電阻表在1000V電壓檔，1000MΩ的點時示值誤差測量結果的擴展不確定度為：U=23.1MΩ，k=2

8結語

綜上，本文結合實際應用情況分析了電子式絕緣電阻表示值誤差測量值的不確定度的來源，并詳細介紹了電子式絕緣電阻表示值誤差測量值的不確定度的評定方法。

參考文獻

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