電子式單相電能表示值誤差測量結(jié)果不確定度評(píng)定

盛曉玲

（招遠(yuǎn)市檢驗(yàn)檢測中心，山東煙臺(tái) 265400）

0.概述

（1）目的：評(píng)定單相電子式電能表示值誤差測量結(jié)果不確定度。（2）測量依據(jù)：JJG596-2012《電子式電能表檢定規(guī)程》[1-2]。（3）環(huán)境條件：溫度21℃，相對(duì)濕度56%。（4）測量標(biāo)準(zhǔn)：單相電能表檢定裝置，型號(hào)CL1001F-24。（5）被測對(duì)象：5（60）A單相電子式電能表。（6）測量過程：標(biāo)準(zhǔn)裝置輸出一定功率給被檢表，并對(duì)被檢表進(jìn)行采樣積分，得到的電能值與裝置輸出的電能值相比較，得到被檢表在該功率時(shí)的相對(duì)誤差。（7）評(píng)定結(jié)果的使用：符合上述條件的測量結(jié)果，一般可直接使用本不確定度評(píng)定方法。

1.數(shù)學(xué)模型

γH=γWO

式中，γH是被檢表的相對(duì)誤差；γWO是單相電能表標(biāo)準(zhǔn)裝置上測得的相對(duì)誤差。

2.輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u的來源主要有兩方面：（1）在重復(fù)條件下由被測電能表測量不重復(fù)引起的不確定度分量uA，采用A類評(píng)定方法；（2）標(biāo)準(zhǔn)電能表標(biāo)準(zhǔn)裝置的誤差引起的不確定度分量uB，采用B類評(píng)定方法[3]。

2.1 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量uA的評(píng)定

該不確定度分量主要是由于被檢電能表的測量不重復(fù)引起的，在溫度為21℃，相對(duì)濕度56%的環(huán)境條件下，在電源電壓為220V，功率因數(shù)分別為1.0、0.8C、0.5L時(shí)下取30A、5A、0.5A三個(gè)測量點(diǎn)分別進(jìn)行10次測量，得到被檢表相對(duì)誤差（%）如下。

功率因數(shù)1.0，負(fù)載電流0.5Imax (30)A ：-0.09678、-0.09428、-0.08804、-0.08555、-0.08430、-0.08492、-0.08367、-0.08555、-0.08056、-0.08243。功率因數(shù)0.8C，負(fù)載電流Ib(5)A :-0.06234、-0.05672、-0.06346、-0.06046、-0.06421、-0.06046、-0.05934、-0.06421、-0.06720、-0.06533。功率因數(shù)0.5L，負(fù)載電流0.1 Ib(0.5)A：-0.09939、-0.11661、-0.10179、-0.10770、-0.11631、-0.10950、-0.09348、-0.10643、-0.11376、-0.12536。

相對(duì)誤差的平均值分別為：

用貝塞爾公式計(jì)算得其標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為：

實(shí)際測量10次，其平均值的標(biāo)準(zhǔn)差為：

故各校準(zhǔn)點(diǎn)的不確定度A類分量uA分別為：

2.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)uB的評(píng)定

2.2.1 單相標(biāo)準(zhǔn)功率電能表的影響

0.05級(jí)單相標(biāo)準(zhǔn)電能表不確定度估算分量uB1，在功率因數(shù)為 cosφ=1.0、cosφ=0.5（L）、cosφ=0.8（C）時(shí)，其綜合誤差限分別為±0.05%、±0.07%、±0.07%(參照J(rèn)JG597-2005)，區(qū)間半寬分別為a=0.05%、a=0.07%、a=0.07%，按均勻分布計(jì)算，包含因子，其引入的不確定度分量分別為[4]：

2.2.2 單相電能表檢定裝置的影響

0.1級(jí)電能表檢定裝置（含接線等）對(duì)檢定結(jié)果引起的誤差為：0.1%，符合均勻分布，取，則

2.2.3 脈沖輸出的影響

2.2.4 誤差修約的影響

由誤差修約產(chǎn)生的不確定度估算分量uB4為：電能表修約間隔為0.05%，則半寬為0.025%，服從均勻分布，其包含因子，則

2.2.5 標(biāo)準(zhǔn)電能表分辨力的影響

標(biāo)準(zhǔn)電能表的分辨力為0.01%，則由標(biāo)準(zhǔn)電能表分辨力引起的不確定度分量為[5]：

uB5=0.29×0.01%=0.0290%

則B類合成不確定度

在cosφ=1.0點(diǎn)

在 cosφ=0.5（L）和 cosφ=0.8（C）點(diǎn)

3.測量不確定度匯總

各不確定度傳播系數(shù)都為1。

（1）A類不確定度。

（2）B類不確定度。

1）標(biāo)準(zhǔn)電能表影響：1.0 0.5Imax (30)A ：0.0289%；0.8C Ib(5)A、0.5L 0.1 Ib(0.5)A ：0.0404%。2）檢定裝置影響：0.0577%。3）光電控制影響：0.0115%。4）誤差修約影響：0.0144%。5）分辨力影響：0.0290%。

4.合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

考慮到各分量不相關(guān)，則各校準(zhǔn)點(diǎn)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

5.擴(kuò)展不確定度

取包含因子k=2，則各校準(zhǔn)點(diǎn)的擴(kuò)展不確定度分別為：

用同樣的方法得各校準(zhǔn)點(diǎn)的擴(kuò)展不確定度，各校準(zhǔn)點(diǎn)的相對(duì)誤差及其擴(kuò)展不確定度見表1。

表1 各校準(zhǔn)點(diǎn)的相對(duì)誤差及其擴(kuò)展不確定度匯總表