交流电能表检定装置不确定度评定

交流电能表检定装置不确定度评定

发表时间：2018-09-18T11:29:18.190Z 来源：《基层建设》2018年第20期作者：詹燕苗1 张小言2 [导读] 摘要：交流电能表检定装置是检定交流电能表的必备设备，广泛应用于电力公司、电能表生产企业。

深圳市科陆电子科技股份有限公司 518115 摘要：交流电能表检定装置是检定交流电能表的必备设备，广泛应用于电力公司、电能表生产企业。加强对电力公司等企业所属交流电能表检定装置的计量检定，对于打破行业垄断、维护消费者权益意义重大。针对此从检定交流电能表检定装置的数学模型、不确定度来源等方面对其不确定度进行分析探讨。

关键词：交流电能表；检定装置；测量不确定度评定引言

任何测量都不可能绝对准确，应当完整地对测量结果的质量有个定量的描述，以便使人们能了解其可靠性。《测量不确定度表示指南》简称 GUM采用当前国际通行的观点和方法，使涉及测量的技术领域和部门，可以用统一的的准则对测量结果及其质量进行评定、表示和比较，即给出测量结果的同时给出其测量不确定度。电能表检定装置是电能表检定的标准装置，是功率和电能量值传递的重要计量仪器设备，它能直接判定电能表量值传递的准确性能。 1测量不确定度计算的一般方法与步骤根据国家计量技术规范（JJG1059.1-2012测量不确定度评定与表示）的要求，一般把计算分析测量不确定度分析归纳为7方面的内容。

（1）测量方法：简述测量方法和测量过程，必要时画出简图；

（2）数学模型：建立被测量和各影响量的数学关系；

（3）计算灵敏度系数并列标准不确定度合成公式；

（4）确定对应于各输入量的标准不确定度分量，列出一览表；

（5）计算并充分评定各分量标准不确定度：计算并说明获得每一个分量数值所使用的方法、依据；

（6）对各标准不确定度分量进行合成；

（7）确定扩展不确定度； 2测量不确定度的基本概念和来源分析测量不确定度是指测量结果变化的不肯定，是表征被测量的真值在某个量值范围的一个估计，是测量结果含有的一个参数，用以表示被测量值的分散性，是定量描述测量结果质量的指标。根据测量不确定度定义，在测量实践中如何对测量不确定度进行合理的评定，这是必须解决的基本问题。对于一个实际测量过程，影响测量结果的精度有多方面因素，因此测量不确定度一般包含若干个分量，其中一些具有统计性，另一些分量具有非统计性。不确定度的评定可分为两种A类评定和B类评定。

在交流电能表检定装置的测量结果不确定度分析中，凡能用统计方法计算的不确定度分量均作为测量不确定度的A类评定，以统计观测列的方法得到。如：电压、频率、温度、功率因数在允许偏差内波动，光电采样、外界电磁干扰和线路电容电流的变化，标准仪表响应速度和自热影响的变化，手动方式控制标准表和被检表、仪表的估读计数，电压电流波形失真度不稳定，仪表示值的升降变差，都是应作A类评定的不确定度主要来源。因为以上影响量的变化有些非常微小，有些是同时并存的，很难用试验方法确定每一不确定度来源对产生A类评定不确定度的“贡献”。因此，采用一台稳定性较好、变差很小而示值分辨力足够高的检验标准，接在检定装置的输出端，在认为相同的测量条件下，在预定的测试点对检定装置误差进行多次重复测量，根据贝塞尔公式计算出标准偏差作为合成的A类标准不确定度。

不确定度分量的B类评定是用各种非统计方法来求各分量的表征值u，并作为该类分量的近似的标准不确定度。不确定度的这类分量主要从检定装置的标准仪器方面进行考虑。因此，可从有关检定证书和技术资料数据进行分析计算，确定其各项误差分布特征及传播系数。如：标准功率电能表的自身最大允许误差，电流电压互感器的误差，标准仪表和仪器受更高等级的标准检定时所带来的传递误差，均可以认为是正态分布；而计数电路量化误差，数据修约误差，导线压降引起的误差，这些误差均可以认为属于均匀分布。在分析中当某项误差不了解其分布特征时，假定它是均匀分布来进行计算。 3测量不确定度评定实例 1）测量依据 JJG1085-2013《标准电能表》；JJG597-2005《交流电能表检定装置》；JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》；《华北大区省级法定计量检定机构电能表标准装置量值比对实施细则》。 2）环境条件温度：20.5℃，湿度：45％ＲＨ。 3）测量标准名称：三相电能表检定装置；

型号：ST-9001D5V3；

准确度等级：0.02级；

测量范围：3×（57.7~380）Ｖ，3×（0.1~120）Ａ。 4）被测对象 0.01级三相标准功率电能表出厂编号：300365。 5）测量过程三相电能表检定装置输出电能给被检表，并将被检表的输出脉冲输入到装置内置标准表的脉冲输入端，由装置将得到的被检表的输出脉冲与标准表的标准脉冲进行比较，从而确定被检表的电能测量误差。 6）数学模型 γ＝γw

式中：γ—被检表的电能测量相对误差。

γw—装置显示的被检表电能测量相对误差。

7）输入量的标准不确定度的评定

输入量γw的标准不确定度ｕ（γw）的主要来源有两个方面：在重复性条件下由于被检表测量不重复引起的不确定度分量ｕ（γw1），采用Ａ类评定方法；检定装置最大允许误差引起的不确定度分量ｕ（γw2），采用Ｂ类评定方法，上级检定引起的标准不确定度根据证书为 0.005％β≈0.002％可以忽略。

8）不确定度分量ｕ（γw1）的评定

该不确定度分量主要是由于被检表的测量不重复引起的，可以通过得到测量列，采用Ａ类方法进行评定。对0.01级被校表在规定的每一个测量点连续测量10次得到测量值，由贝塞尔公式：

取ｋ＝２，取２位有效数字，得到测量结果的扩展不确定度计算，见表４。

12）扩展不确定度评定方法的使用

0.01级交流电能表检定装置单相Ｃ的扩展不确定度评定方法，

对于装置的Ａ相和Ｂ相的扩展不确定度评定同样适用；其他等级的交流电能表检定装置的测量不确定度，也可参照本文给出的方法进行评定。