不确定度在电测仪表计量标准装置中的应用温燕

不确定度在电测仪表计量标准装置中的应用温燕

(国网银川供电公司变电检修室宁夏银川750001)

摘要:电测仪表计量标准装置即为针对被测电参量实施定量分析的一种装置设备。电学计量技术本身具备有高灵敏度、高精度以及可实现直接、连续与远距离测量等众多特点。但是也应注意到在电学测量的过程中也存在着许多会引起误差的因素,且难以察觉,电学仪器计量实验当中所测得的结果并非真实被测产品的实际值。而应用不确定度关系后,则可实现对电学的精准测量,因此针对不确定度在电测仪表计量标准装置中的应用展开相关的研究工作有着巨大的现实意义。

关键词:不确定度;电测仪表;标准装置;应用

缺少质量检验的产品是无法放心使用的。检验结果必须以测量不确定度报告为支撑,方具备完整意义。为进一步规范计量检定结果、提高计量检测精度,测量不确定度的引进是不二选择。下文将从电测仪表计量与测量不确定度评定的相关概念出发,讨论不确定度在电测仪表计量标准装置中的应用。

1电测仪表计量与测量不确定度评定

电测仪表计量可以说是当前应用最为广泛的科学之一,主要是针对电参量进行定量分析,可以在很大程度上推动电学知识的研发和应用。而根据计量侧重点的差异,可以将其细分为电测仪表计量和参量计量两种,前者侧重于内容,后者则侧重于电子元件参数的计量。电测仪表计量不仅准确性强,应用广泛,而且可以实现远距离测量,有着非常显著的优势,加上电信号本身的传输速度快,转换迅速,为分配控制提供了很大的便利。如果将电测仪表计量与测量传感器结合在一起,能够非常轻易的将压力、质量、位移、温度乃至声音、光线等转化为电流和电压等模拟数字信号,在许多计量领域都得到了有效应用,可以减少测量工作量,提升测量的效率。

测量不确定度主要是针对测量结果的质量进行评定的一项关键性指标,直接决定了测量结果的实用性和可靠性,比较常见的测量不确定度多以标准偏差、给定倍数或者给定置信度区间的半宽度等形式呈现出来,其在电测仪表计量开具的检测报告、检定证书以及校准证书中均发挥着非常关键的作用,属于一个不可或缺的内容,必须得到足够的重视。最近几年,国内外对于测量不确定度的重视程度不断提高,其能够帮助产品的生产过程以及后续认证检验过程的顺利实施,推动质量监督及相关技术的发展,进而促进经济发展水平的不断提升。

2不确定度应用特点

2.1严密性

在测量系统及装置的登记报告中给出较为准确结果的同时,也应给出仪器的测量不确定度。若测量系统或相关设备可校对与检定多个参量,则应给出所有参量的不确定度;若校对或检定范围有所增加,则需把测量范围进行分段,再给出不同参量的测量不确定度。当然,也可选择其中最小及最大的不确定度作为最重要的参考依据,表明不确定度的测量条件和形成的典型值。

2.2针对性

应依据准确度级别选择计量标准器具,同时给出报告或相关证书。报告或证书中不仅应包括具体测量值与修正值,也应给出扩展不确定度,从而使得计量工作人员能够更加准确地选择计量检定仪器。特别应注意的是,修正值在计量标准评定过程中需要用到,因此必须给出。

2.3选择性

在出具依据准确度级别的计量标准报告或证书时,通常无需出具客户要求以外的数据,只需给出满足准确度级别的技术指标便可。所以,在准确度级别中仍应选择最大允许误差或列出导致误差的参数,进行定量表述。一般来说,这类设备在认定不确定度的过程中能够按照检定系统相关规定直接实施,同时也能够按照检定系统或规定的最大允许误差等信息进行计量检定,所以并非必须出具测量不确定度。

3不确定度在电测仪表计量标准装置中的应用

3.1构建测量模型

阐明在测量过程当中所采用的原理与计量公式。由具体的测量设备、人员、环境、方法等多个方面充分权衡来明确出不确定度的主要来源途径。电测仪表计量标准装置的误差来源一般来源途径主要包括有:(1)测量装置当中各个计量设备本身的精度不足;(2)在测量作业中发生的误差情况;(3)对数据信息进行处理之时所出现的误差。测量结果不确定度通常会囊括多个分量,依据对其中数值信息的估算方法,可将有关分量划分成两大类型,即A、B两类。

3.2不同类型的不确定度评定

3.2.1A类不确定度

A类不确定度是用统计方法评定的不确定度。

(1)误差源:①电压、频率、温度变化引入的误差。②波形失真引入的误差。③开关接触电阻变化引入的误差。④负载、功率因数波动引入的误差。⑤外界磁场变化引入的误差。⑥仪表变差引入的误差。⑦仪表读数误差。

(2)取值:A类不确定度用实验标准差表征。

设对某一量在同一条件下进行独立试验几次,则其实验标准差计算式为:

3.3合成不确定度

测量结果包含若干不确定度分量,若各分量无关时,合成不确定度uc按下式计算

式中:cj为误差传播系数

3.4测量不确定度验证

检测或校准结果的验证是指对给出的检测或校准结果的可信程度进行实验验证。由于验证的结论与测量不确定都有关,因此验证的结论在某种程度上同时也说明了所给出检测或校准结果的不确定度是否合理。

4检定电测仪表应注意的问题

4.1无功功率准确度的检定

很多装置在使用过程中都会有无功功率的存在,因而对于无功功率准确度的检定同样具有重要的现实意义。在无功功率准确度检定过程中,源输出与表输入情况是检定过程中应高度重视的项目。由于较多的装置中存在着线电压形式,造成了实际无功功率输出值较大,影响到设备的使用效率,并可引起其他方面的危害,与此同时,部分输出源本身就不达标,产生的无功功率输出自然也就不会满足标准要求。在进行电测仪表计量过程中,对于电源输入以及表的输出情况必须要有明确的区分和认识,防止仪器电压过大,损坏电测仪表。

4.2直流电阻的检定

在直流电检定过程中,应视具体情况而定,需要根据电阻的大小情况选择合适的检定方法,比如:对于一些电阻小于10欧的小电阻类型仪器设备,在直流电阻检定过程中采用双臂电桥方法;但是对于一些达到MΩ级别的大电阻仪器设备,在直流电阻检定过程中采用绝缘电阻表,如果电阻仪器的电阻值处于两者之间,此时进行的直流电阻检定可使用单臂电桥方法。

总之,电测仪表计量本身的特点决定了其在测量领域有着非常广泛的应用,也因此受到了研究人员的重视,通过不断的研究实践,可以进一步强化对于测量不确定度评定的认知,使得其在更多的领域发挥更加可靠的作用,推动科学技术的稳步发展。

参考文献:

[1]董哲.电能表检定模式的优化与应用[J].科技与企业,2015,(23):20-40.

[2]陈永强.浅析电能计量与装置[J].现代企业文化,2009(33):216-217

[3]景伟,翁卫丰.测量不确定度评定及其在电学计量中的应用研究[J].价值工程,2015,(7):7-8.

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