三相电能表检定装置测量结果不确定度的评定

一、简述

测量依据：JJG307-1988《交流电度表检定规程》。

测量标准：三相电能表检定装置,型号SDX-1,规格3×(100～400)V；3×(0.1～50)A,准确度级别0.2级。

环境条件：温度(20±2)℃,相对湿度(35～85)%。

测量对象：三相四线有功电能表,准确度等级2.0级,型号DT241X-4,规格3×380/220V；3×1?郾5(6)A。

测量过程：装置输出一定功率给被检表,并对被检表进行采样积分,得到的电能值与装置输出的标准电能值比较,得到被检表在该功率时的相对误差。

二、数学模型

r=r0

式中：r———被检电能表的相对误差；r0———三相电能表检定装置上测得的相对误差。

三、输入量的标准不确定度评定

输入量r0的标准不确定度u(r0)的来源主要有两个方面：

在重复性条件下,对被测电能表测量其典型测量点引起的不确定度分量u(r01),采用A类评定方法；由三相电能表检定装置的误差引起的不确定度分量u(r02)采用B类评定方法。

标准不确定度分量u(r01)的评定

通过对2.0级被测电能表在3×380/220V；3×1.5A；cosΦ=1.0的量程上重复测量了10次,每一次测量都启动控制按键,测得结果如表1所示。

标准不确定度分量u(r)=S(r)=0.028%

标准不确定度量分量u(r)的评定

该不确定度分量主要由本相电能表检定装置的误差引起。它包括：三相标准功率电能表的不确定度u=0.2%/；三相标准功率电能表的数字显示分辨率带来的不确定度u=0.29×0.01%；误差数据化整间隔带来的不确定度u3=0.29×0.2%；标准电流互感器引起的不确定度u4≤0.02%；数控光电采样器带来的不确定度u5≤0.02%。

标准不确定度分量u(r02)=0.1323%

输入量r的标准不确定度u(r)的计算

u(r)=［u2(r)+u2(r)］1/2=［0.0282+0.13232］1/2%=0.14%

四、合成标准不确定度的评定

合成标准不确定度汇总于表2。

五、扩展不确定度的评定

取置信概率p=95%、包含因子k=2,则扩展不确定度

U95=k·uc(r)=2×0.14%=0.28%

六、测量不确定度报告

本装置对2.0级三相线有功电能表在3×380/220V；3×1.5A；cosΦ=1.0时,相对误差测量结果的扩展不确定度U95=0.28%

测量不确定度验证

按照《计量标准考核规范》规定的验证方法,采用其中传递比较法进行验证。将被测2.0级的三相四线有功电能表用本装置测量后,再送省计量院,用高两个级别的三相电能表检定装置(准确度级别为0.05级、测量时的扩展不确定度U0=0.036%)测量,测量的结果如表3所示。

验证公式为：｜y-y｜≤；由于U≤成立,

故公式为｜y-y0｜≤U95

验证结果最大差值为：｜0.44-0.63｜≤0.28%、即0.19%≤0.28%,

证明：测量准确、可靠。