电能表标准装置测量不确定度评定方法与表示

1、电能表标准装置测量不确定度评定方法与表不摘要:本文简单介绍了测量不确定度的基础知识，针对 0. 01级电能表标准装置提出了不确定度的评定方法和表示 方法，该方法得到了中国计量科学研究院的认可，实验验证 结果一致。关键词:测量不确定度；电能表标准装置中图分类号：c35文献标识码：a1测量不确定度的基础知识1.1定义及理解：测量不确定度测量不确定度是表征合理地赋予被测量之值的分散性， 与测量结果相联系的参数。此参数可以是诸如标准差或其倍 数，或说明了置信水准的区间的半宽度。测量过程中的随机 效应及系统效应均会导致测量不确定度，数据处理中的修约 也会导致不确定度。不确定度一词指可疑程度，广义而言，测

2、量不确定度意 为对测量结果正确性的可疑程度。合成不确定度或扩展不确 定度总和表达了测量的各个方面引起的不确定度。测量结果 应理解为被测量之值的最佳估计，而不确定度分量则表示其 分散性。对测量不确定度评定而言，找出形成测量结果的不 准确因素即不确定度来源是首要的。1.2不确定度的a. b两类评定方法测量不确定度的评定是测量误差或被测量值可能所处 的范围的评定，即把测量误差或者被测量值的范围看成是随 机变量，研究它的统计规律并定量计算的过程。不确定度的 a类或b类评定方法，是在不确定度来源分析完成后，对各 个不确定度分量进行量化计算的方法，与按照不确定度产生 的原因所做的分类，不存在联系。为了便于

3、理解和讨论，分 成了 a类和b类两种评定方法。1.2. 1 a类评定不确定度的a类评定是用对观测列进行统计分析的方法 来评定标准不确定度，有时也称为a类不确定度评定。a类 评定的基本方法是在重复性条件或复现性条件下得出n个观 测结果（k=ln）,通常以独立观测列的算术平均值作为测 量结果，测量结果的标准不确定度为：（式 1. l）o1.2.2 b类评定如何确定标准不确定度的来源是不确定度评定中的难 点。不确定度的b类评定是用不同于对观测列进行统计分析 的方法来评定标准不确定度，有时称为b类不确定度评定。 其信息来源一般有：（1）以前的观测数据；（2）对有关技术资料和电能表标准装置及标准表特性的

4、了解和经验；(3) 生产部门提供的技术说明文件；(4) 校准证书、检定证书或其他文件提供的数据、准确 度的等别或级别，包括目前暂在使用的极限误差等；(5) 手册或某些资料给出的参考数据及其不确定度。2测量不确定度评定实例：电能表标准装置的不确定度 评定实验以一台0. 01级，量限为(0. 1-100) a的德国zera 公司产的型号为com3oo3标准电能表作为标准器，配以羊城 公司型号yc-1893d电源组成的装置作为分析对象，在测量 中用其误差最大点的数据进行分析。2. 1测量方法测量依据是国家计量检定规程jjg596-1999电子式电 能表检定规程，在规定环境条件下，用本标准装置对rmm

5、 型(0.02级)三相标准电能表进行误差测定，确定其相对误 差。2. 2数学模型三相标准电能表示值误差采用比较法，数学模型表示 为：y = v b ov :被测电能表的相对误差；yb:电能表标准装置测得的相对误差。由此得到灵敏系数：clo2. 3各标准不确定度分量的分析与计算2. 3. 1不确定度分量u1 : 标准电能表示值误差 w0. 008% (k=3)由标准器检定证书可知，其误差不大于8x10-5,其不 确定度属b类评定分量，误差呈正态分布，查jjf1059-2012 中表 2 可知 k=3,则 u1=8x 10-5/3=0. 0027%。2. 3.2不确定度分量u2：修约误差测量数据测

6、得后，经过修约化整，因此也产生误差，其 不确定度属b类评定分量。0. 02级电能表修约间隔为 0. 0001,为均匀分布，因此 k=,则 u2=0. 0001%/=0. 00006%o2. 3. 3不确定度分量u3：标准表年稳定性标准电能表每年的误差也许会有变化，对于测量也可以 产生误差，因此也计入到不确定度中，其不确定度属b类评 定分量。根据标准器的检定证书得知，标准电能表的误差年 变化量最大为 0. 003%,取 k=l, u3=0. 003%/l=0. 003%。2. 3.4不确定度分量u4 :功率输出稳定性电源的输出功率不稳定，也会对误差产生影响，应计入 不确定度计算中，属于b类评定分

7、量。由装置检定证书得知, 装置输出功率不稳定度为0. 001% ,取k=l ,则 u4=0. 001%/1=0, 001%。2. 3.5不确定度分量u5：测量重复性测量不确定度来源很多，某些数值可以由观测列得到， 即在规定环境条件下，用本标准装置对rmm型（0.02级）三 相标准电能表进行误差测定，确定其相对误差。a类评定的标准不确定度使用在参比条件下210次的重 复试验测得的标准偏差估计值。计算方法如下（以三相四线接线方式 220v,5a,cos4）=1.0 为例）：实测结果的算术平均值：用贝塞尔公式可算出单次测量标准差为：同理，分别计算出三相四线、三相三线、单相接线方式 下 220v,5a

8、,cosd）=1.0 以及 220v, 5a, cos d =0. 5l 的标准偏 差值。如下表1。表12. 4合成标准不确定度根据以上分析，可列出标准不确定度分量表，如下表2 所示。表2合成标准不确定度：1.0 时，；0. 5l 时，2. 5扩展不确定度扩展不确定度由合成标准不确定度在置信概率p=0. 95 时的t分布临界值所得包含因子k=2的乘积组成，即扩展标准不确定度为：取置信概率为95. 2% , k=2。=20.008% o2. 6测量结果的表示当给出完整的测量结果时，一般应给出其测量不确定 度。对于标准装置，此次评定的不确定度可用于三相、单相 电能表的测量结果。设负载点y的测量结果

9、为y,依照jjf1059-2012测量 结果不确定度评定与表示中的推荐形式，测量结果结合测 量不确定度的合理表达为：y= (y±0. 008%) ； k=2。此次评定采用简易评定方法，其含义为：该负载点的误 差落在(y±0. 008%)区域内的可能性是95. 2%,扩展标准不 确定度为0.008%,合成标准不确定度为0.004%,包含因子 k=2o3计量标准的测量不确定度验证3. 1验证方案：验证采用jjf1033-2008计量标准考核规范中的传递 比较法。选择稳定性较好的rmm型(0.02级)三相标准电能表进行总不确定度（或准确度）验证试验。试验前，先将rmm 型该标准电能表用本计量标准装置进行测量，获得一组数 据；再将该标准电能表送中国计量科学研究院进行校准，得 到另一组数据，比较两组数据