電學(xué)計(jì)量中測量不確定度評定的應(yīng)用

杜海洋

摘要：在市場經(jīng)濟(jì)和科技飛速發(fā)展的今天，由于其技術(shù)基礎(chǔ)靈活、技術(shù)基礎(chǔ)豐富、承包形式廣泛，已逐步被人們所接受。但是，在電力計(jì)量的校驗(yàn)和校驗(yàn)中，由于各種原因造成了系統(tǒng)的誤差，從而影響了測量的精度。因此，文章重點(diǎn)闡述了測量不確定度評價(jià)的基本原理，分析了引起測量系統(tǒng)誤差的主要因素，為電力儀表的測量和發(fā)展指明了方向。

關(guān)鍵詞：電學(xué)計(jì)量;不確定度評定;示值誤差;電流輸出

前言：電力計(jì)量是根據(jù)國家的計(jì)量法規(guī)制定的一門科學(xué)，它是利用電力測量儀器來定量地分析被測電力參數(shù)，是人們學(xué)習(xí)電力知識的一種重要手段。但是，由于各種因素的影響，測量的精度受到了很大的限制。海森泊以量子力學(xué)為基礎(chǔ)，提出了“不確定度”，并在電力測量中得到了廣泛的應(yīng)用。

1.電學(xué)計(jì)量與測量不確定度評定

電力測量技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的一門學(xué)科，它的研究對象主要是對電參數(shù)進(jìn)行定量分析，從而極大地促進(jìn)了電力技術(shù)的研究與應(yīng)用。而按測量側(cè)重點(diǎn)的不同，又可分為電測和參量測，其中，電測主要是測量內(nèi)容，參量測量是測量電子器件的參數(shù)。電學(xué)計(jì)量具有精度高、用途廣、能實(shí)現(xiàn)長程測量等優(yōu)點(diǎn)，再加上電信號自身的快速傳遞和快速地變換，極大地方便了配電系統(tǒng)的控制。將電能計(jì)量與測量傳感器相結(jié)合，可以很容易地將壓力、質(zhì)量、位移、溫度、聲音、光線等轉(zhuǎn)換成電流、電壓等模擬數(shù)字信號。測量不確定度是衡量測量結(jié)果的重要因素，它直接影響著測量的可信度和可信度，一般的測量不確定度都是以標(biāo)準(zhǔn)偏差、給定倍數(shù)、給定置信區(qū)間的半寬為標(biāo)準(zhǔn)偏差、給定倍數(shù)、給定的可信度范圍等參數(shù)，這在電力計(jì)量中是必不可少的。近年來，隨著人們越來越多地關(guān)注計(jì)量不確定度，它可以有效地促進(jìn)產(chǎn)品的制造和后續(xù)的認(rèn)證和檢測，從而推動(dòng)質(zhì)量監(jiān)管和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，從而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。

2.測量不確定度的基本應(yīng)用意義

隨著改革開放的深入，我國的經(jīng)濟(jì)得到了快速的發(fā)展，對測量的總體要求也越來越高，無論是國內(nèi)還是國外，都非常注重基礎(chǔ)的測量不確定度。測量不確定性在應(yīng)用中的優(yōu)越性是非常明顯的，它在測量技術(shù)中有著無可替代的作用。測量不確定度是提高測量精度和效率的一個(gè)重要基礎(chǔ)概念，它是衡量總體質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。通過對不確定度的基礎(chǔ)應(yīng)用，可以使產(chǎn)品在基本的生產(chǎn)流程中有效地運(yùn)轉(zhuǎn)，并能合理地確保基礎(chǔ)的檢測和認(rèn)證程序。測量的不確定度還可以極大地促進(jìn)整個(gè)質(zhì)量監(jiān)控的進(jìn)程，從而確保整體工藝的提高，并且對整個(gè)項(xiàng)目的檢測流程的順利進(jìn)行起到了很好的輔助作用。因此，隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展，各國在質(zhì)量管理的基礎(chǔ)上，都對測量不確定度進(jìn)行了大量的研究，并將其有效地加以運(yùn)用。

3.電學(xué)計(jì)量中測量不確定度評定的應(yīng)用

3.1 接地電阻測試儀電阻示值誤差測量

接地電阻測定器是利用測量電流與受檢者的電壓，兩者之比即為電阻測量的結(jié)果。目前常用的電阻示值誤差測試儀器HL6625，ZX128電阻盒，測試電流在5-30 A，測量電阻0.01-1.05歐姆。至于測試環(huán)境，則是以溫度和濕度為指標(biāo)，一般來說，測試不確定度的測試方法，都會(huì)有不同的標(biāo)準(zhǔn)。

為了保證測試結(jié)果的可用性和準(zhǔn)確度，必須對接地電阻試驗(yàn)機(jī)的電阻示值誤差進(jìn)行測量，必須選取5個(gè)以上的檢測點(diǎn)。根據(jù)試驗(yàn)程序，當(dāng)電流和電流都穩(wěn)定后，就可以得到電阻R0的數(shù)值，再根據(jù)電路的線路，根據(jù)相應(yīng)的計(jì)算公式，得到相應(yīng)的電流輸入不確定度，從而產(chǎn)生不精確的測量結(jié)果。因此，僅憑一次試驗(yàn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，要對大量的實(shí)測資料進(jìn)行分析、總結(jié)，最后得出的誤差數(shù)據(jù)，即不確定度的評估結(jié)論，是可信的。

3.2絕緣電阻表電阻示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定

在電阻示值誤差測量中，選用了ZC25B-3型絕緣電阻計(jì)，其精度等級為10級，范圍為500歐姆。有關(guān)工作人員在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行濕度、溫控，確保實(shí)驗(yàn)室的相對濕度在40%～70%之間，在19～25℃范圍內(nèi)進(jìn)行。為進(jìn)一步確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，選用ZX119-3型絕緣電阻計(jì)，使其絕緣電阻值維持在100～110歐姆之間。

3.3動(dòng)態(tài)不確定度評定方法的運(yùn)用

將動(dòng)態(tài)不確定性評估與靜態(tài)不確定性評估相比較，是一項(xiàng)很大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的評估方法多采用統(tǒng)計(jì)分析，但它的出現(xiàn)，卻是彌補(bǔ)了靜態(tài)不確定性評估方法的不足。已有學(xué)者在不采用靜態(tài)不確定度評價(jià)的前提下，將灰色系統(tǒng)的理論與其他方法結(jié)合起來，并在此基礎(chǔ)上，提出了評價(jià)理論（非統(tǒng)計(jì)學(xué)），并取得了較好的結(jié)果。但在建模時(shí)，若有較大的誤差，或是計(jì)算結(jié)果不夠準(zhǔn)確，都會(huì)對評估結(jié)果造成一定的影響。因此，在今后的發(fā)展中，必須將靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的不確定性評估方法緊密結(jié)合起來，這樣才能在電力計(jì)量的時(shí)候，對不確定度的測量更加精確。

3.4接地電阻測試儀電阻示值誤差的測量不確定度評定

在進(jìn)行不確定度測試中，對接地電阻計(jì)的測試結(jié)果進(jìn)行了多次試驗(yàn)，通常采用的是接地電阻試驗(yàn)機(jī)和電阻盒。根據(jù)相關(guān)的電路圖，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的檢測點(diǎn)，一般是5個(gè)點(diǎn)，在穩(wěn)定的輸出電流后，得到這里的電阻，它的實(shí)際電阻是R0，由相關(guān)的電路圖表可知，r=R0-R， r=R0-R， R=表示誤差，R=標(biāo)準(zhǔn)電阻值。由此可以看出，輸入量的不確定性對于整個(gè)系統(tǒng)的不確定性具有決定性的影響。通過引入相關(guān)的數(shù)據(jù)，可以得到相應(yīng)的不確定度。在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中，可以選擇五個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行比較和分析，以減少人為因素造成的錯(cuò)誤，所以在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中，至少要進(jìn)行五次的試驗(yàn)，才能得出正確的結(jié)論。

結(jié)束語

總之，隨著計(jì)算機(jī)軟件、硬件和信號處理技術(shù)的不斷發(fā)展，電測儀器的分辨率、采集速度和存儲速度都有了很大的提高，能夠采集到超過 MHz的頻率。另外，電腦的運(yùn)算速度也越來越快，可以進(jìn)行電子測量、數(shù)據(jù)分析和處理。在計(jì)量和測量中，運(yùn)用現(xiàn)代的物理效果，也能顯著地改善測量標(biāo)準(zhǔn)的重現(xiàn)量的一致性。另外，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的運(yùn)用，可以極大地提高電力計(jì)量的效率，推動(dòng)計(jì)量的網(wǎng)絡(luò)化、智能化、自動(dòng)化的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]阿迪蘭，努爾古麗·阿不力肯木.測量不確定度評定及其在電學(xué)計(jì)量中的應(yīng)用研究[J].工業(yè)，2016，（6）：00268.

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