电子式电能表检定装置的示值误差结果的不确定度评定

电子式电能表检定装置电子式电能表检定装置 误差测量结果不确定度的评定误差测量结果不确定度的评定 （程新政 丽水职业技术学院 机电信息分院 浙江 丽水 323000） （李晓晴 陕西省富平县技术监督局陕西 富平 711700） 摘摘要：要：依据 JJG597--2005《交流电能表检定规程》使用 0.05 级三相四线电 子式标准表对0.3级单相电能表在cos= 1 和cos= 0.5L负载时进行了示值误差 测量，并对测量结果进行了分析评定，给出了测量结果不确定度的报告。 关键词关键词 标准电能表检定装置示值误差不确定度评定 一、测量过程简述一、测量过程简述 1测量依据：JJG597—2005《电能表检定规程》 ； 2测量环境条件：温度 20℃±2℃,相对湿度 50%±20%。 3被测对象：规格由 0.2 级标准表型号 DDS438 型,和 0.05 级互感器组成的 0.3 级标准表。准确度等级 0.3 级。 4测量标准：0.05 级 PTC-8320C 三相四线电子式电能表检定装置。 5测量方法和测量过程：电能表检定装置的基本误差用相对误差表示，校准 是在规程规定的环境条件下预热不超过 30 分钟，装置输出一定功率给被检表，被 检表得到的测量电能W 0 与装置指示的电能W i 按下式由标准表自动计算出装置的 相对误差γ i（%） ： γ i（%)=γW0（%）= W i W 0×100% W 0 装置采用比较法校准，原理图如图(一)所示 I1* （0.2 级标准 表） I I* U I2*1 0.3 级电能表检定装置0.05 级标准电能表 6 评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，一般可参照使用本不确定度评 图一用比较法校表电能表检定检定装置示值误差示意图 二、数学模型二、数学模型 γ i = γ 式中： γ γ i wo — 被测量装置的相对误差，%； — 标准电能表测得的相对误差，%。 wo 三、各输入量的标准不确定度评定三、各输入量的标准不确定度评定 输入量标准γ w0 不确定度的来源主要有五个方面: 01 1.对被测装置进行重复性测量引起的不确定度 u(γ 2.标准表误差引入的γ 3.被测装置误差化整γ 02 )，A 类评定； 不确定度 u(γ 02),B 类评定。 0303 引入的不确定度 u(γ 04 )，B 类评定。 04 4.标准装置数字显示分辨率γ的不确定度 u(γ)，B 类评定。 05 5.装置使用说明书上数据传感器的最大误差的影响γ 类评定。 1.1.γ γ 0101 的不确定度 u(γ 05)， B 的标准不确定度的标准不确定度 u(u(γ γ 0101) ) 的评定 的评定 该不确定度分项主要是由被检电能表的重复性引起的，通过连续测量得到测 量列,采用 A 类方法进行评定。 对被测装置施加交流电压 220V、I=5A、分别在 cos = 1 和 cos = 0.5L感 性负载条件下各连续测量 10 次，分别得到如表 1 中测量列γ 次数1234567 01（%） 。 8910平均值 表表 - -被测装置的相对误差被测装置的相对误差 2 cos  =1.0 γ 01（%） 0.0150.0130.0170.0160.0120.0130.0120.0140.0140.0130.0139 cos  =0.5L γ / 01（%） -0.037-0.030-0.033-0.028-0.031-0.033-0.032-0.034-0.028-0.035-0.0312 由这些误差求得单次测量的实验标准差： n c os=1 时，S= n ( i1 xi )2  n 1 = 0.0049% c os=0.5L 时，S = ( i1 xi )2  n 1 =0.0074% 再选 4 台同样类型的被测装置，重复性条件下连续测量 10 次，共得到 5 组测 量列的实验标准差，如表二所示 表二表二5 5 组实验标准差计算结果组实验标准差计算结果 m12 0.0693 0.0134 3 0.0756 0.0122 4 0.0814 0.0127 5 0.0837 0.0120 cos=1 标准差 S j% 0.0782 0.0129 cos=0.5L 合并样本标准差 cos=1 时Sp = 1m 2S j = 0.00456% m j1 1m 2S j = 0.00716%  m j1 c os=0.5L 时S p = 在实际工作中以每个点的 3 次测量平均值作为测量结果， 其相对标准不确定度 为： c os=1 时，u()= x s p 3 = s p 0.0079% = 0.00456% 3 = 0.00124% = 0.00716 % 3 c os=0.5L 时，u ( x) = 3 3 自由度：( x )=m(n 1)= 5×（10－1）= 45 2. 2. γ γ 0202 的标准不确定度的标准不确定度 u(u(γ γ 0202) )评定 评定 按 JJG597—2006 检定规程之规定，005 级标准表的允许误差限（或称基本误 差限）为0.05%（cos=1）和0.07%（cos=0.05L） ，试验统计分析表明属正 态分布，置信概率取 95%，查表取 k=1.96。采用 B 类方法进行评定，因此，装置 误差引入的标准不确定度，则 e0.05% = 0.026%cos=1 时，u(γ 02) = = 1.960k e 0.07% = 0.036%cos =0.5L 时，u(γ 02)= = k1.960 1 u( b )1u( b ) 2 1 ]=× 0.12 = 50估计= 10%，则自由度( b) =[ 22u( b )u( b ) 3. 3. γ γ 0303 的标准不确定度的评定的标准不确定度的评定 u(u(γ γ 0303） ） 测量 0.3 级电能表检定装置时，按 JJG597—2005 要求，其结果按 0.02%的化 整间距进行化整，取半区间，按均匀分布考虑，取k 3，采用 B 类方法进行评 定，由此引入的不确定度 u(γ 03) ，则 cos =1 时，cos =0.5L 时均为 u(γ) = u (γ) = 0.01% = 0.0058% 3 0305 估计 u( 03 ) =10%，则自由度( 03) = 50 u( 03 ) 0404 4. 4. γ γ的标准不确定度的评定的标准不确定度的评定 来源于标准装置数字显示分辨率的不确定度，采用 B 类方法进行评定。估计 为0.01%，取半区间，按均匀分布考虑，取k 3，引入标准不确定度 u(γ 4) ， 则 4 cos=1 时，cos=0.5L 时均为， u(γ 4) = = u (γ 4) = = u( j ) u( j ) 0.01% = = 0.0029% 2 3 估计估计=10%，则自由度( j )= 50 5. 5. γ γ 0505 的标准不确定度的评定的标准不确定度的评定 u(u(γ γ 0505) ) 来源于标准装置数据传感器最大允许误差0.02%