泄露電流測試儀測量結果不確定度評定

孫天瑜 馬駿 劉延博 尹福成

【摘要】 泄露電流測試儀是檢測電子儀器電氣安全性能的重要設備，本文對其測量結果不確定度的影響量進行了分析，對不確定度進行了評定，并給出了常用泄漏電流測試儀的測量結果不確定度，為開展該類儀器的檢測工作提供參考。

【關鍵詞】 泄漏電流測試儀;電氣安全;不確定度

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2020.05.011

Evaluation of Uncertainty of Measurement Results of Leakage Current Tester

SUN Tian-yu1，MA Jun2，LIU Yan-bo1，YIN Fu-cheng1

（1.Liaoning Institute of Measurement，Shenyang 110004，China;

2.Liaoning Equipment Manufacturing Vocational and Technical College，Shenyang 110161，China）

Abstract： The leakage current tester is an important device for detecting the electrical safety performance of electronic instruments. This article analyzes the influence of the uncertainty of its measurement results， evaluates the uncertainty， and gives the uncertainty of measurement results of commonly used leakage current testers. Provide a reference for the detection of such instruments.

Key words： leakage current tester;electrical safety;uncertainty

隨著科技水平的不斷進步， 各類電子產品在生產和生活中得到廣泛應用， 人們對電子產品、電器產品的安全性提出了更高的要求。對于電氣安全性能進行的測試主要有以下幾種：電氣強度測試、絕緣電阻測試、接地電阻試和泄漏電流試等四類，泄漏電流對于產品的絕緣性能有著重要的衡量作用，也可以有效的對于電氣設備的使用安全性能來進行評估。

泄漏電流是指在沒有故障施加電壓的情況下，電氣中帶相互絕緣的金屬零件之間，或帶電零件與接地零件之間，通過其周圍介質或絕緣表面所形成的電流稱為泄漏電流。泄漏電流測試儀是測量泄漏電流的主要計量儀器，目前廣泛應用于各種電氣設備的生產和制造中。

1 概述

1.1 測量依據(jù)

JJG 843-2007《泄漏電流測試儀》檢定規(guī)程。

1.2 計量標準

計量標準為泄漏電流測試儀檢定裝置，測量范圍為0～100 mA。

1.3 被測對象

1.4 測量方法

采用數(shù)字標準表法，通過可調電壓源輸出一定的電壓，通過電阻箱調節(jié)電流，用標準數(shù)字電流表讀取電流實際值。在以下評定中，標準器與被測的電流包含交流與直流部分，且準確度等級一致，所以均用“電流”表述。

1.5 環(huán)境條件

溫度20 ℃±5 ℃，相對濕度（60±15）%。

2 測量模型

[y=x+δxr]

式中：[y]——測量得到的泄漏電流實際值;

[x]——泄漏電流測試儀檢定裝置讀數(shù);

[δxr]——表示在測量過程中的隨機因素對測量結果帶來的影響。

靈敏系數(shù)：

[cx=yx=1.0]，[cr=y（δxr）=1.0]

3 不確定度傳播率

[uc2（y）=cxu2（x）+cru2（δxr）]

4 標準不確定度評定

1）泄漏電流測試儀測量重復性引入的不確定度分量ur1，認定其服從正態(tài)分布，用A類標準不確定度評定。以測量型號CJ2678，準確度等級為2級的泄漏電流測試儀為例，校準10 mA點，重復測量10次：

算數(shù)平均值為：

[x=9.97] mA

實驗標準差為：

[s=0.0057] mA。

由重復性帶來的標準不確定度為：

[ur1=s/10=0.0018] mA

相對標準不確定度

[ur1rel=0.0018 mA/10 mA=0.018%]

2）被測泄漏電流測試儀分辨率引入的不確定度分量ur2，其分辨力為0.01 mA，其半寬為0.005 mA，認定服從均勻分布，用B類標準相對不確定度評定

其標準不確定度為：

[ur1=0.005 mA3=0.0029] mA

相對標準不確定度為：

[ur2rel=0.0029mA/10mA=0.029%]

3）泄漏電流測試儀檢定裝置準確度引入的不確定度分量ux，認定服從均勻分布，用B類標準不確定度評定

根據(jù)證書，泄漏電流測試儀檢定裝置準確度等級為0.02級。故其標準標準不確定度為：

[ux=0.02%×10 mA3=0.0012] mA

相對標準不確定度為：

[uxrel=0.0012 mA/10 mA=0.012%]

為避免重復性測量與儀器的分辨率重復計算，只計最大影響量ur2，舍棄ur1。

5 不確定度計算

5.1 標準不確定度匯總表

5.2 合成標準不確定度

以上兩項標準不確定度分量是互不相關的，絕對合成標準不確定度為：

[uc=u2r2+u2x=0.0032] mA

相對標準不確定度為：

[ucrel=0.0032 mA/10 mA=0.032%]

5.3 擴展不確定度計算

絕對擴展不確定度為：

[U=kuc=2×0.0032 mA=0.007 mA]，k=2

相對擴展不確定度為：

[Urel= 0.007 mA/10 mA=0.07%]，k=2

6 泄漏電流測試儀的測量不確定度評估

根據(jù)JJG 843-2007《泄漏電流測試儀》檢定規(guī)程，對分辨率為0.01 mA，示值范圍（0～20） mA的泄漏電流測試儀校準4 mA，10 mA，16 mA，20 mA點，不確定度評估如表5。

對分辨率為0.1 mA，示值范圍（0～100） mA的5級泄漏電流測試儀校準20 mA，50 mA，80 mA，100 mA點，不確定度評估如表6。

【參考文獻】

[1] 測量不確定度評定與表示：JJF 1059.1-2012[S].

[2] 泄漏電流測試儀：JJG 843-2007[S].

【作者簡介】

孫天瑜（1981-），男，高級工程師，碩士，研究方向為高壓設備、安規(guī)及電氣安全設備、電壓、電流互感器等儀器的檢定校準。

馬駿（1981-），女，講師，碩士，研究方向為電氣自動化技術、檢測技術方面的教學和研究。

劉延博（1981-），男，高級工程師，學士，研究方向為高壓設備、安規(guī)及電氣安全設備、電壓、電流互感器等儀器的檢定校準。

尹福成（1986-），男，工程師，碩士，研究方向為高壓設備、安規(guī)及電氣安全設備、電壓、電流互感器等儀器的檢定校準。