直流电能计量标准装置测量结果的不确定度评定_朱宪宇.pdf
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1、探讨交流 Research&Discussion282023.11.2 标准器及配套设备测试所用标准器及配套设备包括:Fluke 8508标准数字多用表、Agilent 53220标准频率计、一等标准电阻、天恒测控TH0200电流比例标准、天恒测控TH3960恒流源、Fluke 5720标准源等。1.3 测试环境及测试方法实验室环境温度20C,相对湿度48%。测试方法为:用5720标准源输出电压,用TH3960恒流源输出电流,将一台8508数字多用表与被测装置的电压回路并联,进行电压测试;用另一台8508数字多用表测量一等标准电阻两端电压,换算为电流,进行电流测试;用53220频率计测量电能脉
2、冲输出结果,计算被测装置的电能测量误差。见图2。图2 装置测试方案示意图2 数学模型及不确定度传播律通过分析测量结果的误差组成,建立数学模型如下:=U+I+F(1)式中:被测装置电能测量相对误差(%);U被测装置电压测量相对误差(%);I被测装置电流测量相对误差(%);F被测装置电能脉冲测量相对误差(%)。由式(2)求得灵敏系数为:C1=C2=C3=/U=/I=/F(2)不确定度传播律为:uc2()=c12u2(U)+c22u2(I)+c32u2(F)(3)3 标准不确定度的来源及评定通过分析测量过程,标准不确定度来源包括电压测量引入的标准不确定度分量u(U)、电流测量引入的标准不确定度分量u
3、(I)和电能脉冲测量引入的标准不确定度分量u(F)。这三个标准不确定分量均涉及到A类评定方法和B类评定方法。以10V、10A测量点为例,测量不确定度评定过程如下。3.1 电压测量引入的标准不确定度分量电压测量引入的标准不确定度u(U),主要组成部分包括:被测装置的电压测量重复性引入的标准不确定度分量u(U1)、Fluke 8508数字多用表作为标准器引入的标准不确定度分量u(U2)。其中,u(U1)采用A类评定方法评定,u(U2)采用B类评定方法评定。3.1.1 被测装置的电压测量重复性引入的标准不确定度分量u(U1)在10V测量点,用被测装置重复进行10次测量,所得数据见表1。表1 电压重复
4、测量10次的测量结果序号相对误差11.710-621.610-631.410-641.610-651.610-661.810-671.710-681.410-691.310-6101.710-6求得算术平均值U=1.5810-6,则有单次测量的实验标准差:(4)在实际测量中,通常取两次测量误差的平均值作为测量结果,则有:(5)3.1.2 数字多用表作为标准器引入的标准不确定度分量u(U1)查阅Fluke 8508数字多用表产品手册可知,数字多用表在10V测量点的不确定度为410-6,k=2,则有:(6)由于u(U1)和u(U2)互不相关,则有:(7)3.2 电流测量引入的标准不确定度分量u(I
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