電子式三相電能表示值誤差的標準不確定度分析

王艷文 史先紅

(1.新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院 生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng)453003；2.許昌學(xué)院 公共實驗中心,河南許昌461000)

0 概述

1）測量依據(jù)：JJG596—1999《電子式電能表檢定規(guī)程》[1]。

2）環(huán)境條件：溫度(20±2)℃，濕度(60±15)%RH。

3）測量標準：三相電能表檢定裝置，規(guī)格3×(48～600)V，3×(0.1～100)A，擴展不確定度為U=0.01%，k=3。

4）被測對象：0.05級電子式三相電能表。

5）測量過程：裝置輸出一定功率給被檢表，并對被檢表采樣積分，得到的電能值與裝置輸出的標準值比較，得到被檢表在該功率時的相對誤差。

1 數(shù)學(xué)模型

式中：γ1——被檢電能表的相對誤差；

γ0——三相電能表檢定裝置上測得的相對誤差。

2. 輸入量γ0的標準不確定度的評定

輸入量γ0的標準不確定度u（γ0）的來源主要有兩方面：

1）重復(fù)性和復(fù)現(xiàn)性條件下由被測電能表測量不重復(fù)引起的不確定度分項u（γ01），采用A類評定法；

2）三相電能表檢定裝置的誤差引起的不確定度分項u（γ02），采用B類評定法。

2.1 被測電能表測量不重復(fù)引起的不確定度分項u（γ01）的評定：

該不確定度分項是由于被檢表的測量不重復(fù)引起，可通過連續(xù)測量得到測量列，采用A類方法評定。對4臺0.05級的被檢表，在3×220/380，3×5A功率因數(shù)為1.0時，各連續(xù)測量10次，得4組測量列，如表1：

表1

合并樣本標準差

2.2 三相電能表檢定裝置的誤差引起的不確定度分項u（γ02）的評定：

三相電能表檢定裝置的誤差，由檢定證書得：U=0.01%，P=99.73%，k=3

∴u（γ02）=0.01%/3=0.00333%

由于該裝置目前只進行過比對驗證不可靠估計為25%，自由度ν（γ02）=8

2.3 標準不確定度u（γ0）的計算

2.4 標準不確定度u（γ0）的自由度

3 合成標準不確定度評定

3.1 靈敏系數(shù)

合成標準不確定度匯總見表2：

表2

3.2 合成不確定度u（γ0）的估算：

3.3 合成標準不確定度的有效自由度:νeff=ν（γ0）=19.2

3.4 擴展不確定度的判斷評定

取置信概率p=95%，自由度νeff=19.2，查t分布表[2]并將自由度取整為19，得到kp=t95（19）=2.09擴展不確定度:U95=kpuc（γ1）=2.09×0.0042% =0.009%

4 不確定度報告

0.05 級電子式三相四線電能表在3× 220/380，3×5A時相對誤差測量結(jié)果的擴展不確定度為：

［1］電子式電能表(JJG596-1999)/中華人民共和國國家計量檢定規(guī)程[M].北京:中國計量出版社，2000.

［2］樊尚春.測量不確定度評定方法[J].測控技術(shù)，2009，28(6):96-98.