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1、电子式电能表检定装置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 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 Q = 1和cos 0 = 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1测量依据：JJG5972005电能表检定规程2测量环境条件：温度20C2C，相对湿度50%20%。3被测对象：规格由0.2级标准表型号D
2、DS438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与装置指示的电能W按下式由标准表自动计算出装置的0i相对误差Y （%）：i、W - WY （%）=Y （%）= Wi W0 X100%iW0W0装置采用比较法校准，原理图如图（一）所示: :11*（0.2级标准表）I: :I*U:1!丨iI2*10.3级电能表检定装置0.05级标准电能表6评定
3、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Y i = Y1wo式中：Y 1Y wo-被测量装置的相对误差，%；-标准电能表测得的相对误差，。三、各输入量的标准不确定度评定输入量标准Y不确定度的来源主要有五个方面：w01对被测装置进行重复性测量引起的不确定度u（Y ），A类评定；012标准表误差引入的Y不确定度u（Y ）,B类评定。02 023被测装置误差化整Y引入的不确定度u（Y ），B类评定。03034标准装置数字显示分辨率丫的不确定度u（Y ），B类评定。04045装置使用说明书上数据传感器的最大误差的影响Y
4、的不确定度u（Y ）,B0505类评定。1Y的标准不确定度u（Y）的评定01 01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cosQ = 1和cosQ = 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Y（%）。01表-被测装置的相对误差次数12345678910平均值cos 片=1.0Y （%）010.0150.0130.0170.0160.0120.0130.0120.0140.0140.0130.0139cos 片=0.5L Y /（%）01-0.037-0.030-0.
5、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:匡（-丫）2co =1 时，S=4_xi= 0.0049%n -1足（丫 -y2co=0.5L 时，S =l4xi = 0.0074%n -1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cos=1 时表二 5组实验标准差计算结果m12345标准差S j %cos =10.07820.06930.07560.08140.0837cos =0.5L0.01290.01340.01220.01270.0120合
6、并样本标准差co=0.5L 时 S= 丄迟S2 = 0.00716%p Vm j/=1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：co =1 时,s 0.0079%3=r=0.00456%c o =0.5L 时,0.00124%=0.00716 %自由度：v 卩）=m（n一 1） = 5X（101） = 45x2Y 2的标准不确定度u（Y。2）评定按JJG5972006检定规程之规定，0.05级标准表的允许误差限（或称基本误 差限）为土 0.05%（ cos=1）和土 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
7、.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cosQ =1 时，u（Y ） = = 0.026%02 k 1.960cos 0 =0.5L 时,=0.036%u（Y ）= e =送02 k 1.960估计 Au（Y b） = 10%, u & b）则自由度叫）斗將2= 2 x =50b3. Y的标准不确定度的评定u（y ）0303测量0.3级电能表检定装置时，按JJG5972005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二3，采用B类方法进行评 定，由此引入的不确定度u（Y ），贝V03cos 0 =1 时，cos0 =0.5L 时均
8、为u（Y 03） = u（Y）= 0.01%05 = v3=0.0058%估计人丫03）=10%，则自由度v（Y ） = 50 u （Y ）03034. Y的标准不确定度的评定04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。估计为土0.01%，取半区间，按均匀分布考虑，取k = 込，引入标准不确定度u（Y ），4cos =1 时，cos 0 =0.5L 时均为,u(Y 丿=u(Y 丿=0.01%2*3=0.0029%Au(V )估计估计上=10%，则自由度V ) = 50u (V )jj5. Y的标准不确定度的评定u(Y )0505来源于标准装置数据传感器最大允许误差土 0.
9、02%的不确定度，采用B类方法进行 评定，取半区间，按均匀分布考虑，k二込，引入标准不确定度u(Y丿，则05co 0 =1 时，cos =0.5L 时均为，u(Y 05) = u(Y05)=01% = 0.0029%052占Au (V )估计估计L =10%，则自由度v Y(05) = 50u (V )05j对以上的五项标准不确定度进行分析：通过对以上五项标准不确定度的分析和计算可知：标准表引起的误差最大，重复性测量次之，最后两项则最小。四 合成标准不确定度和自由度的计算鉴于YY 、Y 、Y 、Y 五项互不相关，故01、02030405cos 0 =1 时，u2 (y) = U2 (y )+u
10、2(y ) + u2(y )+ u2(y ) + u2(y )W 00102030405=(0.00456% )2 +(0.026%)+(0.0058%)2 + (0.0029%) 2 +(0.0029%)u (Y ) = 0.0273%W 0c o 0 =0.5L 时,u2 (y) = U2(y )+ u2(Y ) + u2(YW 0010203+ u2(Y04)+ u2(Y05= (0.00716 %)2 + (0.036%)+(0.0058%)2 +(0.0029%)+ (0.0029%)u (Y) = 0.0374 %W 0有效自由度 co $ =1时,u 4（丫）eff w 0 u
11、4（Y）u 4（Y ）u 4（Y）u 4（Y）u 4（Y）01+02+03+04+05v（Y）v&）v&）v）v）0102030405=0.00274=0.004640.02640.005840.002940.00294+ + + +4550505050心56c o S =0.5L 时,u4（丫）V =W0eff u 4（Y）u 4（Y ）u 4（Y ）u 4（Y ）u 4（Y ）01 +03 +03 +04 +05v（Y）v）v（Y）v（Y）v（Y）0102030.0037404050.007240.03640.005840.002940.00294+ +455050505055五、扩展不确
12、定度的评定1.灵敏系数根据本电能表检定装置的测量原理，其在测量过程中的几个因素都会对测量结果产生一定的影响，为对分析测量结果不确定度直观和方便起见，现将测量结（3）果的数学模型（2）转换为下式（3）丫 i = 701 +Y02 +Y03 T04 T05各分量的灵敏系数为C01Byi-By01C02By1 =1 CBy，0302By.=1 C By，0304Byi-By04=-1C05Byi-By05=-12.各不确定度分量汇总及计表（表三）表三标准不确定度汇总表标准不不确定度来源标准不确定度（%）ciciu（x）（%）ivi确定度u (X.)icos cos cos 10.5L10.5L10.
13、5Lu(Y )测量重复性的不确定度0.004560.0071610.004560.0071645u(Y )测量电能表误差的不确定度0.0270.03710.0270.03750u(Y )基本误差修约间距的不确定度0.00580.005810.00580.005850u(Y )数字显示分辨率的不确定度0.00580.0058-10.00580.005850u(Y )、05丿装置传感器的不确定度0.00290.0029-10.00290.0029503. 合成标准不确定度的有效自由度C 0 =1时，取有效自由度V eff= 56,取有效自由度V eff=50c o =0.5L 时，v eff = 55 取有效自由度v eff = 504. 扩展不确定度的评定co
