電學(xué)計(jì)量核查方法研究

賈立坡

南通市方拓消防檢測(cè)有限公司 江蘇南通 226011

1 核查方法

電學(xué)計(jì)量是一種相對(duì)可靠和準(zhǔn)確的科學(xué)測(cè)量活動(dòng)。從我們的傳統(tǒng)意識(shí)來看，它的存在是為了達(dá)到某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量被認(rèn)為是規(guī)范的測(cè)量，加上測(cè)量的不確定性和結(jié)果的定量可信度，使用連接的電氣設(shè)備進(jìn)行電學(xué)計(jì)量核查，因?yàn)樾盘?hào)易于傳播且靈敏度高點(diǎn)，廣泛用于現(xiàn)代生產(chǎn)和生活。電學(xué)計(jì)量核查技術(shù)報(bào)告的要求以及相關(guān)材料表明，檢查設(shè)施主要是測(cè)量過程和測(cè)量設(shè)備，為核查結(jié)果提供質(zhì)量保證，“應(yīng)保證核查目的專業(yè)特征和能力條件來選擇適當(dāng)?shù)尿?yàn)證方法”[1]。主驗(yàn)證方法包括驗(yàn)證測(cè)量過程的統(tǒng)計(jì)控制方法，測(cè)量設(shè)備或計(jì)量系統(tǒng)的方法。

2 樣本研究

2.1 測(cè)量過程統(tǒng)計(jì)控制核查方法

測(cè)量過程中的統(tǒng)計(jì)控制驗(yàn)證過程主要涉及驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)的選擇，驗(yàn)證計(jì)劃的創(chuàng)建，過程參數(shù)的創(chuàng)建，控制圖的設(shè)計(jì)，日常驗(yàn)證以及過程參數(shù)的檢查。

（1）驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)的選擇。每個(gè)驗(yàn)證必須使用相同的驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)，并且對(duì)核查標(biāo)準(zhǔn)的要求如下：第一，核查標(biāo)準(zhǔn)必須具有或涵蓋要驗(yàn)證的參數(shù)和量值，并且應(yīng)能夠進(jìn)行測(cè)量。第二，核查標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性，并在必要時(shí)具有足夠的分辨率，可重復(fù)性，因此在驗(yàn)證過程中可以觀察到測(cè)量過程的變化。第三，可以選擇物理測(cè)量儀器或參考材料作為驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)，核查設(shè)備滿足上述條件。第四，如果有兩個(gè)經(jīng)過驗(yàn)證的儀器具有相同的精度水平或相同的技術(shù)指標(biāo)，則可以使用兩個(gè)儀器來測(cè)量相同的測(cè)件，并且將兩個(gè)測(cè)量結(jié)果的差值或比率作為驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)。第五，被選為核查標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備應(yīng)控制使用頻率，由單獨(dú)的人員進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，并保持其良好的穩(wěn)定性。第六，當(dāng)不需要將核查標(biāo)準(zhǔn)發(fā)送到其他校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室時(shí)，那么便攜和可搬運(yùn)性能問題可以忽略。

（2）繪制控制圖。核查標(biāo)準(zhǔn)偏差控制圖用于表征重復(fù)測(cè)量過程的變化或隨機(jī)沖擊的變化。控制圖的順序是實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差，橫坐標(biāo)是控制時(shí)?？刂茍D方法同時(shí)使用平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差圖進(jìn)行綜合評(píng)估。過去，可用數(shù)據(jù)有限，最多有10個(gè)批次，并且需要進(jìn)一步的數(shù)據(jù)累積。“但是，從繪制的圖形中，變化趨勢(shì)可以由圖形反映出來，表明該方法是可行的”[2]。如果沒有以前的驗(yàn)證數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，則可以連續(xù)25周每周進(jìn)行一次驗(yàn)證，并且可以在六個(gè)月內(nèi)快速設(shè)置初步數(shù)據(jù)，可以使用其他電氣參數(shù)（高直流電壓，接地電阻，直流電壓，標(biāo)準(zhǔn)電阻等）進(jìn)行研究。

選擇一個(gè)代表性的測(cè)試件來執(zhí)行計(jì)量值傳輸工作，核查的備用部分應(yīng)具有更好的穩(wěn)定性，需要時(shí)具有更好的分辨率，更好的使用和存儲(chǔ)環(huán)境比較好，使用率比較低。通常，在每個(gè)控件中，測(cè)量值的不確定度與參考值的不確定度基本相同。當(dāng)測(cè)量值不符合公式時(shí)，適當(dāng)增加驗(yàn)證次數(shù)以證明不是偶然現(xiàn)象，表明測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的校準(zhǔn)狀態(tài)已發(fā)生重大變化，重新校準(zhǔn)或校準(zhǔn)經(jīng)過驗(yàn)證的儀器時(shí)，尤其是在調(diào)整后，必須再次確定參考值，使用此驗(yàn)證方法時(shí)，如果被測(cè)軟件的穩(wěn)定性太差或分辨率太低，則可能無法驗(yàn)證測(cè)量設(shè)備的校準(zhǔn)狀態(tài)。

3 電學(xué)計(jì)量核查的應(yīng)用

3.1 接地電阻的評(píng)定

需要一些核查來評(píng)估測(cè)量接地電阻測(cè)試儀電阻指示器的電阻時(shí)的不確定性。最常見的接地電阻測(cè)試儀是HL6625，電阻箱是ZX128型低電阻大功率箱。需要繪制相關(guān)的測(cè)量電路圖并選擇5個(gè)驗(yàn)證點(diǎn)。輸出電流穩(wěn)定后，接地電阻測(cè)試儀的電流電阻將記錄為R0。從相應(yīng)的電路圖中，我們可以知道r = R0-R，r是指示誤差，R是標(biāo)準(zhǔn)電阻值。眾所周知，一般的不確定性很大程度上取決于信息的不確定性。不確定性可以通過根據(jù)相關(guān)數(shù)學(xué)模型得出相關(guān)數(shù)據(jù)來計(jì)算。為了減少由人為引起的誤差，必須進(jìn)行五組以上的聯(lián)合分析和比較實(shí)驗(yàn)，以獲得接地電阻測(cè)試儀的測(cè)量值的核查誤差的更準(zhǔn)確。

3.2 電學(xué)計(jì)量誤差核查

類似于電阻指示器的測(cè)量誤差不確定性的估計(jì)，也存在電流指示器的測(cè)量誤差不確定性的估計(jì)。還必須創(chuàng)建一個(gè)相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，r=I-IO=IV/R，r是指示誤差，I是電流的當(dāng)前值，IO是電流的當(dāng)前值，V是電壓表中顯示的電壓?！肮烙?jì)當(dāng)前指示誤差的測(cè)量不確定性還需要測(cè)量五個(gè)以上的數(shù)據(jù)集”[3]。數(shù)據(jù)完成后，將執(zhí)行核查標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估和復(fù)合不確定度評(píng)估，平方根方法用于合成，不能直接進(jìn)行代數(shù)合成，以免在相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中引起誤差。

3.3 電學(xué)計(jì)量泄漏核查

為了核查電學(xué)計(jì)量電壓指示器的指示器誤差的測(cè)量結(jié)果的不確定度，使用HL6626型流量計(jì)測(cè)量儀，實(shí)驗(yàn)對(duì)核查環(huán)境也有一定要求，請(qǐng)參閱相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室說明。該測(cè)試與前兩組不同，它必須測(cè)量至少10個(gè)數(shù)據(jù)集，必須確定至少10個(gè)測(cè)試點(diǎn)，并且測(cè)試電壓調(diào)整必須保持一步。

在評(píng)估電壓指示器核查測(cè)量結(jié)果的不確定性時(shí)，有必要在一定誤差范圍內(nèi)檢查檢測(cè)儀器的輸出電壓，該誤差范圍不應(yīng)太大，否則會(huì)導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果各不相同?？傮w而言，此控制范圍為5%。與前兩個(gè)測(cè)試一樣，還需要建立相關(guān)的數(shù)學(xué)模型：r = V-V0，r是電壓指示器誤差，V是電壓儀表中的電壓值，V0是當(dāng)前電壓值。上述誤差的核查性主要是由于確定輸入量測(cè)量的不確定性，并且還分別評(píng)估每個(gè)輸入量分量。通過關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)之間的鏈接和計(jì)算，對(duì)核查結(jié)果進(jìn)行分析，以獲得一份綜合報(bào)告，該報(bào)告評(píng)估了流量計(jì)電壓測(cè)量誤差的核查誤差結(jié)果的準(zhǔn)確性，只有進(jìn)行好電學(xué)核查，才能更好的保證檢查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行核查會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果，需要將這些結(jié)果進(jìn)行求和分析，才能更好地獲得數(shù)據(jù)的有效性。

4 結(jié)語

可以獲取電參數(shù)樣本，并且可以使用多種驗(yàn)證方法來進(jìn)行電參數(shù)驗(yàn)證，核查方法過程的統(tǒng)計(jì)控制的方法是指將核查方法用于測(cè)量過程的長期統(tǒng)計(jì)控制，對(duì)于建立了測(cè)量過程控制的統(tǒng)計(jì)驗(yàn)證的測(cè)量設(shè)備，不再需要對(duì)測(cè)量設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)的驗(yàn)證。對(duì)于不能應(yīng)用核查方法的統(tǒng)計(jì)控制的驗(yàn)證方法，可以使用其他方法進(jìn)行驗(yàn)證。