解讀電力計(jì)量不確定度的應(yīng)用研究

摘要：《計(jì)量不確定度指南》的發(fā)表，使得電學(xué)計(jì)量在對被計(jì)量結(jié)果評定方面有了量化的指標(biāo)和依據(jù)。然而，如何實(shí)現(xiàn)電力量不確定度的應(yīng)用，仍然是一個(gè)較新的問題。在此基礎(chǔ)上，通過工作實(shí)踐與理論研究，在電學(xué)計(jì)量校準(zhǔn)領(lǐng)域完成了不確定度評定理論，并可向其他校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室與專業(yè)計(jì)量站推廣使用。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備建標(biāo)和計(jì)量器具檢定過程中，要進(jìn)行測量不確定度評定。本文主要介紹電力計(jì)量不確定度在計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備建標(biāo)和計(jì)量器具檢定過程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電力計(jì)量;不確定度;應(yīng)用

緒論

電力計(jì)量不確定度適用于各種不同準(zhǔn)確度等級試驗(yàn)，在科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域已被廣泛應(yīng)用?？刂坪吞岣邫z計(jì)質(zhì)量是一致的目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的方法是多樣的，如計(jì)量系統(tǒng)分析（MSA）、質(zhì)量保證和質(zhì)量控制（進(jìn)程），計(jì)量不確定度評估等。計(jì)量不確定度，它在很大程度上反映了試驗(yàn)室計(jì)量尺寸的水平的質(zhì)量控制。通過科學(xué)合理的評估計(jì)量不確定度，我們可以找出主要不確定度分量，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，計(jì)量系統(tǒng)的重要影響因素的不確定性，利用統(tǒng)計(jì)分析工具組件來驗(yàn)證計(jì)量系統(tǒng)的重要性因素影響計(jì)量結(jié)果，指導(dǎo)計(jì)試試驗(yàn)室的計(jì)量質(zhì)量控制工作重點(diǎn)控制這些因素顯著。檢計(jì)通過監(jiān)控質(zhì)量控制檢驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)和消除異常為了獲得可靠的質(zhì)量。計(jì)量不確定度的評估依賴于計(jì)量過程在統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)有效。因此，計(jì)試的質(zhì)量控制是基于保證合理的不確定度評定來完成的。

1、電學(xué)計(jì)量

電學(xué)計(jì)量就是按照國家法定的計(jì)量檢定系統(tǒng)，應(yīng)用電計(jì)量器具，采用相應(yīng)的計(jì)量方法對被計(jì)電參量進(jìn)行定量分析的一門科學(xué)，是人們掌握電學(xué)知識(shí)，發(fā)展電學(xué)理論和電學(xué)技術(shù)的重要手段。電學(xué)計(jì)量產(chǎn)生于電現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)之中，同時(shí)又促進(jìn)電的研究、開發(fā)和應(yīng)用。電學(xué)計(jì)量包括電學(xué)計(jì)量和參量計(jì)量。電學(xué)計(jì)量是指與電荷有關(guān)的量，如電流、電壓、電功率、電能、電流密度、電場強(qiáng)度等的計(jì)量;參量計(jì)量是指與電路元件參數(shù)有關(guān)的量，如電阻、電容、電感、電導(dǎo)、電阻率等的計(jì)量。電學(xué)計(jì)量和磁學(xué)計(jì)量共同組成電磁學(xué)計(jì)量，它是計(jì)量技術(shù)的一個(gè)蕈要分支。

電學(xué)計(jì)量技術(shù)具有計(jì)量靈敏度、準(zhǔn)確度高，易于實(shí)現(xiàn)直接、連續(xù)和遠(yuǎn)距離計(jì)量等特點(diǎn)，而且電信號特別便于傳播、轉(zhuǎn)換、分配和控制，若與計(jì)量傳感器相配合，可將位移、速度、加速度、重量、壓力、溫度、濕度、聲、光、X射線、氣體等轉(zhuǎn)換為電壓、電流、頻率和脈沖等各種模擬或數(shù)字信號進(jìn)行處理。這使得幾何量、力學(xué)、溫度、聲學(xué)、光學(xué)、電離輻射等各類計(jì)量領(lǐng)域，越來越多的依靠電學(xué)計(jì)量的特點(diǎn)，將各種非電量轉(zhuǎn)換為電信號進(jìn)行計(jì)量。電學(xué)計(jì)量中發(fā)展起來的各種理論基礎(chǔ)和技術(shù)手段，也往往為其它分支學(xué)科所借鑒。因此在現(xiàn)代電學(xué)計(jì)量和計(jì)量不確定度計(jì)量計(jì)試技術(shù)領(lǐng)域和現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)中的任何部門，都離不開電學(xué)計(jì)量。電計(jì)量技術(shù)的廣泛應(yīng)用更需要統(tǒng)一的計(jì)量單位和量值的準(zhǔn)確一致。電學(xué)計(jì)量的任務(wù)就是保證實(shí)現(xiàn)電計(jì)量領(lǐng)域中單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠。

2、電力計(jì)量不確定度

計(jì)量不確定度是指“表征合理地賦予被計(jì)量之值的分散性，與計(jì)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)”。計(jì)量不確定度從詞義上理解，意味著對計(jì)量結(jié)果可信性、有效性的懷疑程度或不肯定程度，是定量說明計(jì)量結(jié)果的質(zhì)量的一個(gè)參數(shù)。實(shí)際上由于計(jì)量不完善和人們的認(rèn)識(shí)不足，所得的被計(jì)量值具有分散性，即每次計(jì)得的結(jié)果不是同一值，而是以一定的概率分散在某個(gè)區(qū)域內(nèi)的許多個(gè)值。雖然客觀存在的系統(tǒng)誤差是一個(gè)不變值，但由于我們不能完全認(rèn)知或掌握，只能認(rèn)為它是以某種概率分布存在于某個(gè)區(qū)域內(nèi)，而這種概率分布本身也具有分散性。計(jì)量不確定度就是說明被計(jì)量之值分散性的參數(shù)，它不說明計(jì)量結(jié)果是否接近真值。

3、電力計(jì)量的分類

3.1 A類測量不確定度

A類評定的基本方法是采用貝塞爾公式來計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差的方法.在重復(fù)條件或復(fù)現(xiàn)條件下得出幾個(gè)觀測結(jié)果。在計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)建標(biāo)過程中A 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度常取單次測量的不確定度。

3.2 B類測量不確定度

B類評定主要針對測量結(jié)果中無法用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法給出，卻對測量結(jié)果誤差有影響的部分分量.進(jìn)行B類評定時(shí)，主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：①有哪些分量對誤差有影響;②該分量成什么方式分布;③定該分量的已知擴(kuò)展不確定度或半寬區(qū)間a;④定分量分布的概率P，確定包含因子。一般的分布取正態(tài)分布.不同的置信概率其包含因子的取值不同。

4、電力計(jì)量不確定度的應(yīng)用

4.1 電力計(jì)量不確定度在互感器標(biāo)準(zhǔn)建標(biāo)過程中的應(yīng)用

某公司新買了一臺(tái)電流互感器校驗(yàn)臺(tái).作為室內(nèi)互感器檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置.該校驗(yàn)臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)電流互感器，互感器校驗(yàn)儀?；ジ衅餍ｒ?yàn)儀同相分量分辨率0.0001，正交分量分辨率為0.001.在建標(biāo)過程中對100A/5A 點(diǎn)檔位進(jìn)行不確定度評定。

4.1.1 A類不確定度評定。取一臺(tái)性能穩(wěn)定的型號為HL19 的被試電流互感器（NO00053）在額定電流比100A/5A 的條件下取 5%～120%任一負(fù)載點(diǎn)對本裝置進(jìn)行重復(fù)性測定，共測10次，每次測量重新接線，重新啟動(dòng)裝置，得出測量結(jié)果。

4.1.2 B類不確定度評定。B類不確定度的來源有很多，在實(shí)際過程中我們主要取對測量結(jié)果影響顯著的來源.主要有：標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的等級，數(shù)據(jù)的化整誤差及互感器校驗(yàn)儀分辨率.根據(jù)《測量不確定度評定與表示》，這三個(gè)分量都是平均分布，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取靈敏系數(shù)c;為1.①0.05 級標(biāo)準(zhǔn)電流互感器其比差誤差區(qū)間為：tO.05%，所以比差半寬區(qū)間為O.05;角差誤差區(qū)間±2，半寬區(qū)間口為2;②比差化整間距為0.005，半寬區(qū)間為0.0025;角差化整間距為O.2，半寬區(qū)間為O.1;③比差分辨率為0.0001，半寬區(qū)間為0.00005;角差分辨率為0.001，半寬區(qū)間為0.0005。

4.2 電力計(jì)量在互感器標(biāo)準(zhǔn)檢定過程的應(yīng)用

4.2.1 A類不確定度評定。對被測電流互感器20%額定負(fù)載點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)10次測量，每次測量重新接線，重新啟動(dòng)裝置，進(jìn)行A類不確定度評定.一般測量結(jié)果中以多次測量的平均值作為測量結(jié)果，因此以平均值標(biāo)準(zhǔn)差作為A類不確定度評定結(jié)果。

4.2.2 B類不確定度評定。在建標(biāo)過程中分析了B類不確定度的來源主要有標(biāo)準(zhǔn)電流互感器等級，數(shù)據(jù)的化整誤差及互感器校驗(yàn)儀同相分量分辨率，評定過程與建標(biāo)過程相同，數(shù)據(jù)引用建標(biāo)過程評定的數(shù)據(jù)。

5、結(jié)束語

傳統(tǒng)誤差理論習(xí)慣上將誤差用一個(gè)固定值來表述.但是.測量誤差是一個(gè)理想概念.它更多表述的是一個(gè)過程的累積平均量.現(xiàn)代計(jì)量學(xué)的觀點(diǎn)認(rèn)為，計(jì)量誤差的表述應(yīng)是確定一個(gè)區(qū)間.它表征被測量值與真值之間的分散性.計(jì)量或測量結(jié)果的可信程度是通過分析和評定來確定的.利用測量不確定原理對電能計(jì)量互感器建標(biāo)與檢定過程的不確定度進(jìn)行合理的評定，對測量結(jié)果以不確定度形式給出，對保證測量互感器標(biāo)準(zhǔn)溯源體系的嚴(yán)密性與開展準(zhǔn)確可靠的電能計(jì)量檢定具有十分重要的意義。

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