討論測量不確定度評定及其在電學(xué)計量中的應(yīng)用

李子靖

摘 要：傳統(tǒng)電學(xué)計量理論認(rèn)為，測量不確定度是與測量結(jié)果相關(guān)的基本參數(shù)之一，其主要用于科學(xué)表示被測量值的分散度。因此，通常采用的測量不確定度是一個標(biāo)準(zhǔn)偏差或一個既定的倍數(shù)，也可以是在既定置信度區(qū)間內(nèi)的半寬度。在測量不確定度評定過程中，為了使用方便及表示科學(xué)，通常將測量不確定度分為A類與B類兩種，前者主要是指采用統(tǒng)一的統(tǒng)計方式對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析與評定，從而得到測量不確定度；而后者主要是指不需采用統(tǒng)一的統(tǒng)計方法對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評估，從而得到測量的不確定度[1]。因此，從測量不確定度的分析評定過程可以看出，A類與B類不確定度評定是兩個相反的數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析過程。因此，接下來本文將重點針對測量不確定度評定及其在電學(xué)計量中的實際應(yīng)用進(jìn)行分析論述。

關(guān)鍵詞：測量不確定度評定 電學(xué)計量 應(yīng)用

本文主要對電學(xué)計量中的測量不確定度評定方法進(jìn)行分析研究，從而闡述其在電學(xué)計量中的具體應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，了解測量不確定的可靠性以及精確性等因素對電學(xué)計量造成的相關(guān)影響。

1.電學(xué)計量中接地電阻測試儀電阻示值誤差的測量不確定度評定

在電學(xué)計量中，針對接地電阻測試儀的電阻示值誤差進(jìn)行測量不確定評定時，需要進(jìn)行幾項實驗，而HL6625型的接地電阻測試儀是較為常見的接地電阻測試儀，電阻箱則采用型號為ZX128型的大功率低值電阻箱。在此過程中，要對需要進(jìn)行測量的電路圖進(jìn)行科學(xué)設(shè)計，然后選擇五個不同的檢定點。當(dāng)檢定點的輸出電流穩(wěn)定后，從而得到該接地電阻測試儀電阻示值的實際參數(shù)值為R0，從電路圖設(shè)計過程中，又可得到該接地電阻測試儀電阻示值誤差公式：

r=R0-R， ①

其中，在該接地電阻測試儀電阻示值誤差公式中，示值誤差通過r表示，標(biāo)準(zhǔn)電阻值采用R表示，R0為該接地電阻測試儀實際電阻示值。

因此，從上述電阻測試儀電阻示值誤差公式中可以看出，電學(xué)計量的整體不確定度主要取決于輸入量的不確定度，在實際的電學(xué)計量過程中，通過將相關(guān)的計量數(shù)據(jù)代入此數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系模型中，即可得到電學(xué)計量的具體不確定度。但需要注意的是，為了提高計量分析的科學(xué)性及減小人為因素導(dǎo)致的誤差，至少要進(jìn)行五次以上實驗分析，然后通過比較分析，最終得到電學(xué)計量中接地電阻測試儀電阻示值誤差的測量不確定度。

2.電學(xué)計量中接地電阻測試儀電流示值誤差的測量不確定度評定

電學(xué)計量中，接地電阻測試儀電流示值誤差的測量不確定度評定與接地電阻測試儀電阻示值誤差的測量不確定度評定相類似，同樣需要在電學(xué)計量過程中，科學(xué)建立如下數(shù)學(xué)參數(shù)模型[2]：

r=I-IO=I-V/R， ②

在上述數(shù)學(xué)模型計量公式中，其中接地電阻測試儀電流示值誤差通過r表示，而電流的顯示值采用I表示，電學(xué)計量中電流的實際參數(shù)值采用IO表示，電壓計上的電壓示值通過V表示，R為標(biāo)準(zhǔn)電阻值。因此，按照上述計量關(guān)系模型，對接地電阻測試儀電流示值誤差的測量不確定度評定，同樣需要對五組以上的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行全面測量分析。當(dāng)數(shù)據(jù)測量完成后，分別對接地電阻測試儀電流示值誤差標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行不確定度評定和對其合成進(jìn)行不確定度評定。其中，對其合成不確定評定，需要通過方根或平方方式進(jìn)行合成，而不能采用代數(shù)方式直接合成處理，防止電學(xué)計量相關(guān)實驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)更大誤差。

3.電學(xué)計量中泄露電流測量儀電壓示值誤差測量結(jié)果不確定度評定

采用型號為HL6626的漏電電流測量儀，對泄露電流測量儀電壓示值誤差的測量結(jié)果進(jìn)行不確定度評定。在此實驗過程中，對實驗環(huán)境具有一定要求，因此在操作時可按照實驗室標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。在此測試階段，至少需進(jìn)行十次以上實驗，從而確定十組以上的數(shù)據(jù)和十個以上的試驗點，保證試驗電壓處于同一步調(diào)中。與此同時，需將檢測儀器的輸出電壓控制在合理誤差范圍內(nèi)，如果誤差過大，則會導(dǎo)致試驗結(jié)果出現(xiàn)更大偏差。通常情況下，需將試驗誤差控制在±5%范圍內(nèi)。然后再科學(xué)建立如下數(shù)學(xué)模型：

r=V-V0， ③

上述公式中，電壓示值誤差通過r表示，電壓儀器上的電壓值采用V表示，而實際電壓值采用V0來表示。通過上述兩個不同階段的分析不難發(fā)現(xiàn)，輸入量的測量不確定度，會決定電學(xué)計量中泄露電流測量儀電壓示值誤差的測量結(jié)果不確定度。因此，在電學(xué)計量過程中，需結(jié)合上述公式分別針對輸入量的各個分量進(jìn)行不確定度分析評定。在此基礎(chǔ)上，通過對相關(guān)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行合理計算，然后再針對電學(xué)計量結(jié)果進(jìn)行分析，最終便可得到泄露測量儀電壓示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定綜合報告。

結(jié)束語

綜上所述，本文著重分析了測量不確定度評定及其在電學(xué)計量中的實際應(yīng)用情況。文中主要闡述了接地電阻測試儀電阻示值誤差的測量不確定度評定、接地電阻測試儀電流示值誤差的測量不確定度評定以及泄露電流測量儀電壓示值誤差的測量結(jié)果不確定度評定三方面的內(nèi)容，并結(jié)合我國電學(xué)計量中常用的三組測量模擬公式r=R0-R、r=I-IO=I-V/R以及r=V-V0進(jìn)行論述研究，從而提高測量不確定度評定的科學(xué)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬建龍.測量不確定度評定方法在電學(xué)計量中的應(yīng)用研究[J].標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)，2012，08：43-46.

[2]馬皓.電學(xué)計量中測量不確定度評定的應(yīng)用[J].科技與創(chuàng)新，2015，16：122.