明艳：数字式交流电参教仪表交流电压、电流、功率测量值的不确定度评定 数字式交流电参数仪表交流电压、电流、 功率测量值的不确定度评定 明 艳 （自贡市计量测试研究所，四川自贡６４３０００） 摘要：本文采用标准表法对数字式交流电参数仪表交流电压、电流、功率示值误差进行校准。并对交流电压、电流、功率示值误差的测量值的不确定度进 行评定。 关键词：交流电压；交流电流；交流功率；不确定度 中图分类号：ＴＭ１３１．４ 文献标识码：Ａ 国家标准学科分类代码：４８０．７０２０ ＤＯＩ：１０．１５９８８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００４—６９４１．２０１５．１１．０４１ Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ Ｄｉｇｉｔａｌ ＡＣ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ Ｍｅｔｅｒ ＡＣ Ｖｏｌｔａｇｅ，Ｃｕｒｒｅｎｔ， Ｐｏｗｅｒ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ Ｍｉｎｇ Ｙａｎ １ 测量条件及方法 ３输入量不确定度评定 依据ＪＪＦ１４９１—２０１４《数字式交流电参数测量仪校 准规范》，使用的标准表型号２００３，规格３×（０～４００）Ｖ， ３×（０～１００）Ａ，准确度等级０．０２级。被校数字式多功 输入量的不确定度来源主要有三方面： （１）标准表引起的不确定度，采用Ｂ类方法进行评定； （２）交流功率源波动引起的不确定度，采用Ｂ类方 法进行评定； 能电力仪表，量程（０～４００）Ｖ，（０～２０）Ａ，准确度级别 ０．５级。测量环境条件：温度（１５～２５）℃，相对湿度（３５ ～（３）测量重复性引起的不确定度，通过１０次测量得 ７５）％。 到的测量列，采用Ａ类方法进行评定。因为在常用电测 量中，２２０Ｖ、５Ａ为常用电参量，所以对电参数２２０Ｖ、５Ａ， ｃｏｓｑ￣＝１．０ ＝５０．０Ｈｚ进行不确定度分析。 ４测量不确定分量评定 采用标准表法，用交流功率源的电压、电流同时输出 到电参数测量仪和标准表，分别读取电压、电流、功率值。 此时标准表读数为标准值，电参数测量仪读数为显示值。 被校电参数测量仪显示值与标准值之差为电参数测量仪 的示值误差。 ２测量模型 ４．１标准表不确定度／Ｚ 的评定 由标准表说明书给出的准确度等级为０．０２级，即最 电压测量模型 ＡＵ＝Ｕｘ—Ｕ～ 大允许误差为±０．０２％，为均匀分布， Ｍｌ＝０．０１２％／ｆ３＝０．０１２％ ４．２交流电源稳定性引入的标准不确定度 式中：Ｕｘ一被校电参数测量仪交流电压示值； 一交流电压标准值。 交流电源功率２分钟的稳定性为０．０２５％，符合均 匀分布，包含因子ｋ＝√３，则： ００２５％．—电流测量模型 △Ｉ：ｌｘ—Ｉ Ｎ 式中：Ｉｘ一被校测量仪交流电流示值； Ｍ．：——一＿＝＝＿：０．０２％ √３ ，￣一交流电流标准值。 功率测量模型 ｚａＰ＝Ｐ —ＰⅣ ４．３测量重复性影响引入的标准不确定度 对功率１ＩＯＯＷ（２２０Ｖ、５Ａ）在重复性条件下进行１０ 次连续独立测量，得到测量数据如表１所示。 （下转第８９页） 式中：Ｐ 一被校测量仪功率示值； Ｐ 一交流功率标准值。 收稿日期：２０１５—０９—１８ 黄运来：兆欧表检定装置电胆误差测量不确定度评定 —ｌ ｎ—２＝。．。。。１９ＭＱ “Ａ＝ ／ ＝６．０１×１０ Ｍｆｔ 表２重复性测量结果 Ｕ∞＝ｌ０Ｍｎ×２％× ￣／３＝５．７７×１０ ＭＱ 厶Ｕ （４）电压系数导致的不确定分量 在电压１ｋＶ～５ｋＶ范围内，电压系数为０．０２％／ｋＶ， 其相对不确定度为１０％。在其均匀分布情况下，电压系 数导致的不确定分量 ＵＢ４＝１０Ｍｎ×０．０２％×４／］３＝４．６２×１０～ＭＱ ４．２标准不确定度的Ｂ类评定 合成标准不确定度 厂■——；『—■ （１）上级测量标准引入的不确定度 上级测量标准引入的不确定度可认为服从均匀分 布，查检定证书得相对不确定度 Ｕ＝１．０×１０ （ｋ＝２） Ｖ ｕ ＝＾／Ｕｉ＋ Ｍ ＝８．６×１０ Ｍｎ （Ｒ＝１０ＭＱ） 扩展不确定度 Ｕ＝２ｕ ＝１．７ Ｘ １０ Ｍｎ（ｋ＝２，Ｒ＝ｌＯＭａ） 参考文献 ＵＢｌ＝ＩＯＭＩ￣×１０～／２ Ａ－＝２．８９ ｘ １０一 ＭｉＩ （２）温度系数导致的不确定分量 设在规定环境温度２３￣Ｃ±５￣Ｃ情况下，各点电阻温 度系数为０．０１５％／￣Ｃ，其相对不确定度为１０％，可认为 服从均匀分布，故由温度系数导致的不确定分量： “ ＝１０ＭＱ ｘＯ．０１５％×５／４￣－＝４．３３×１０一。ＭＩ＇ｔ ［１］史三省，张欲晓，高利明．兆欧表检定装置示值误差的测量不确 定度评定与验证［Ｊ］．电测与仪表，２０１４，５１（１６）：１～３． ［２］ＪＪＧｌＯ７２—２０１１《直流高压高值电阻器检定规程》［Ｓ］． ［３］石建荣．用ＴＹ９８１Ｂ测量兆欧表检定装置电阻误差的不确定度评 定［Ｊ］．计量技术，２００５，２：５１～５３． ［４］全国计量标准、计量检定人员考核委员会．测量不确定度评定与 表示实例ｆ Ｍ］．北京：中国计量出版社，２０００． （３）湿度系数导致的不确定分量 兆欧表检定装置在环境湿度（４０％～５０％）ＲＨ范围 内阻值变化很小，可以忽略不计，在（５５％～７５％）ＲＨ范 围内对示值的最大影响为该阻值相对误差２％的１／２０， 其相对不确定度为２０％，可认为均匀分布，故由湿度系 数导致的不确定分量： （上接第８７页） 表１ 电参数测量仪测量结果 作者简介：黄运来，男，工程师。工作单位：中国人民解放军６３９８１部队。 通讯地址：４３０３１１湖北省武汉市黄陂区滠口街冯树岭村白家前湾１０２号。 范洪志，朱稹，中国人民解放军６３９８１部队（武汉４３０３１１）。 ５合成标准不确定度ｕ 由于各分量相互独立，互不相关，故合成标准不确定 度为： 电压“ ＝￣／Ｍ １＋“舵２＋“ ２１＝０．０５５％ 电流 ＝，／Ｕ￣ａ＋ 肥２＋“２ ＝０．０５７％ 功率“ ：￣／Ｍ １＋ ２舵＋“ ２３＝０．０８９％ ６扩展不确定度 取包含因子ｋ＝２，其扩展不确定度为： 电压Ｕ，ｅｚ＝Ｕ ×ｋ＝０．２％ 电流Ｕ ｚ＝Ｕ ×ｋ＝０．２％ 由于分辨力影响引入的不确定度相对重复性引入的 不确定较小，取重复性引入的不确定带入计算，分辨力影 响不考虑。 ４不确定度分量一览表 表２ 功率Ｕ，ｅ ＝／ｔ。×ｋ：０．２％ ７结论 本文分析了交流电参数测量仪交流电压、电流、功率 不确定度评定过程和评定结果。旨在提供一种分析思路 和不确定度评定模式。 参考文献 ［１］ＪＪＦ１０５９．１—２０１２《测量不确定度评定与表示》． ［２］ＪＪＦ１４９１—２０１４《数字式交流电参数测量仪校准规范》． 作者简介：明艳，女，助理工程师。工作单位：自贡市计量测试研究所。通 讯地址：６４３０００四川省自贡市板仓工业园区荣川路６号。
