于岩龙
河北省计量监督检测研究院廊坊分院,河北 廊坊 065000
摘要:本文首先阐述了电学计量中接地电阻测试仪电阻示值误差的测量不确定度评定,接着分析了电学计量与测量不确定度评定,最后对电学计量中测量不确定度评定的应用进行了探讨。
关键词:电学计量;不确定度;实验误差;评定理论
1 电学计量中接地电阻测试仪电阻示值误差的测量不确定度评定
在电学计量中,针对接地电阻测试仪的电阻示值误差进行测量不确定评定时,需要进行几项实验,而HL6625型的接地电阻测试仪是较为常见的接地电阻测试仪,电阻箱则采用型号为ZX128型的大功率低值电阻箱。在此过程中,要对需要进行测量的电路图进行科学设计,然后选择五个不同的检定点。当检定点的输出电流稳定后,从而得到该接地电阻测试仪电阻示值的实际参数值为R0,从电路图设计过程中,又可得到该接地电阻测试仪电阻示值误差公式:
r=R0-R,
其中,在该接地电阻测试仪电阻示值误差公式中,示值误差通过r表示,标准电阻值采用R表示,R0为该接地电阻测试仪实际电阻示值。因此,从上述电阻测试仪电阻示值误差公式中可以看出,电学计量的整体不确定度主要取决于输入量的不确定度,在实际的电学计量过程中,通过将相关的计量数据代入此数学函数关系模型中,即可得到电学计量的具体不确定度。但需要注意的是,为了提高计量分析的科学性及减小人为因素导致的误差,至少要进行五次以上实验分析,然后通过比较分析,最终得到电学计量中接地电阻测试仪电阻示值误差的测量不确定度。
2 电学计量与测量不确定度评定
电测量可以说是目前应用最广泛的科学之一。其主要目的是对电气参数进行定量分析,可以在很大程度上促进电气知识的研究开发和应用。根据测量重点的不同,可分为电气测量和参数测量。前者侧重于内容,而后者侧重于电子元器件参数的测量。电气计量可以实现远距离测量,具有非常显著的优点,加上电信号本身传输速度快,转换快,为配电控制提供了极大的方便。测量不确定度测量结果主要是针对质量是一个关键指标来评估,直接决定了测试结果的实用性和可靠性,更为常见的测量不确定性的标准差,给定比例或给定的置信区间的半宽度出现,属于一个不可或缺的内容,必须得到足够的重视。近年来,国内外测量不确定性日益重视,它可以使产品的生产过程更加稳定,同时也有利于后续的认证工作以及相应的检验工作,使质量监督工作得到顺利的运行,确保经济的稳定发展。
3 电学计量中测量不确定度评定的应用
3.1 静态不确定度评定方法的运用
大部分学者在对测量不确定评定方法进行研究的过程中,都积极的采取了不同的方式进行实验。其中,有部分学者认为,可以最大程度的利用方差的方法,进而对静态不确定度进行评定,按照对测量结果采取测量不确定度的评定,还有部分学者提出了与之前不同的方法,也就是不确定度方法,其通过对最小二乘测量评定理论的利用,然后实施了各种不同的测量仪器和方法,顺利地测量了电阻的不确定度。其电阻如图1所示,测量的最终方程和数据结果详情如图1所示。
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3.2 动态不确定度评定方法的运用
对比动态不确定评定方法和静态不确定评定方法,事实上这对误差理论而言是一个非常重大的挑战。由于以往的传统方法主要是以统计作为理论的,但是其出现之后,有效的让静态不确定评定方法当中存在的缺陷得到了弥补。有相关的学者不使用静态不确定度评定方法的情况下,在判定上重新提出了新的途径,综合对灰色系统理论等进行了运用,而且在综合运用的基础上,还提出了评定理论(非统计)并取得了较为明显的成绩和效果。然而在建立模型的过程中,如果存在着比较大的误差,或者是出现精度不足的情况下,会在一定程度上影响不确定度评定的产生。基于此,在以后发展的过程中,应该紧密的结合静态和动态两者之间的不确定度评定方法,从而在电学计量当中,提高对不确定评定结果测量的准确性。
3.3 接地电阻测试仪电阻示值误差的测量不确定度评定
测量不确定度评定接地电阻测试仪的电阻示值误差的时候,需要实施几项实验,经常会使用到的是接地电阻测试仪和电阻箱。需要对有关测量的电路图进行设计,同时对检定点进行选择,一般定点选择为5个,待让电流稳定输出之后,然后得出此地电阻测试仪的电阻,其实际的电阻记为R0,从有关的线路图可以得出,r=R0-R,r→示值误差,R→标准电阻值。从而可以得出,输入量的不确定度,对整体的不确定度有着决定性的作用。在相对应的数学模型函数当中,将有关数据带入其中,可以将其的不确定度计算出来。
在实际进行实验的过程中,可以采取五组以上的实验进行对比和分析,这样的目的主要是为了降低人为操作出现误差的概率,因此在实际进行实验期间,需要实验五次以上,然后放在一起进行对比和分析,让误差更为准确,进而对不确定度的结果进行测量。
3.4 不确定度评定接地电阻测试仪电流示值误差的测量
对于电流示值误差的测量评定上,其实和上述的评定有着诸多的互通之处,它一样需要建立有关的数学模型。r=I-I0=I-V/R,r→示值误差,I→电流的显示值,I0→电流的实际值,V→电压示值。采用不确定度对其进行测量的时候,一样需要大于五组以上的数据实施测量,待准备好全部的数据之后,然后对其标准,还有其合成的不确定度分别进行评定,而需要采取平方等方法对合成的不确定度进行评价。需要注意的是,在合成的时候不能实施代数的方式进行合成,避免实验的相关数据出现误差的情况。
3.5 不确定度评定泄露电流测量仪电压示值误差测量结果
对漏电电流测量仪电压示值误差,采用确定度评定其测量结果的时候,而所采取的漏电电流测量仪型号为HL6626,在具体实施实验的过程中,对于测量的环境也会提出一定的要求,详细的标准按照有关实验室的准则,此次的测试区别于之前两组的是它最少要测量十个以上的数据,即确定十个试验点,不但如此,在同一个节奏上,要保证所调节的试验电压的节奏一致。
在一定的范围内,需要对检测仪器的输出电压进行控制,过大的情况在不确定度对电压示值误差测量结果进行评定时,是不容许出现的,这样极易造成偏差的情况出现,而基本上将试验的结果范围在±5%进行控制。
4 结束语
综上所述,在电学计量中测量不确定度具有一定的实用性,是人们获得真实计量数字的途径之一。而通过对静态不确定度评定方法和动态不确定度评定方法运用的研究可发现,运用二者都可以很好地得到不确定度,但也存在一定的缺陷。为了进一步推动电学计量中测量不确定度评定的发展,要积极、深入探析实现静态不确定度评定方法与动态不确定度评定方法结合的方式,将不确定度更广泛地应用于社会各领域。
参考文献:
[1]马建龙.测量不确定度评定方法在电学计量中的应用研究[J].标准科学.2017(08)
[2]马皓.电学计量中测量不确定度评定的应用[J].科技与创新.2018(16)