主题:【第六届原创】电能表基本误差测量不确定度评定的思考

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刘彦刚
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              电能表基本误差测量不确定度评定的思考

    检定电能表时,基本误差测量数学模型为:

    在评定基本误差测量不确定度时,给出的主要不确定度分量,大都是测量重复性引入的不确定度和量传误差引入不确定度。前者一般是在规程规定条件下,测量被检电能表的基本误差(示值相对误差)。得到测量列后,用贝塞尔公式算得实验标准偏差得到,即用A类评定方法评定得到。后者一般是根据检定装置准确定度等级(按允许相对误差限给定),按B类评定方法评定得到。之后,求上述两相对误差的方和根得到合成不确定度,即两相对标准不确定度的方和根得到合成不确定度,继而得到扩展不确定度。
    以用0.1级电能表检定装置,检定电能表为例。
1、重复性引入不确定度分量的评定:
    在参比情况下,测得测量列:

  1.20%1.00%1.40%1.20%1.00%1.20%

    单次试验标准偏差0.151%,实际工作中测两次,取平均值作为测量结果。故重复性引入不确定度分量为0.151%除以根号2 0.11%
2、量传误差引入不确定度的评定:
        0.1级电能表检定装置,误差限为±0.1%,按均匀分布考虑,0.1%除以根号3 0.06%

示指南》(简称GUM),制定的JJF1059—1999JJF1059.1—201X《测量不确定度评定与表示》(简称GUM法)评定;而应该按照JJF1059.2—201X《用蒙特卡洛法评定测量不确定度》(简称MCM)评定。
    从上述两点都说明:电能表基本误差测量,向上述这样用相对误差的方和根得到合成不确定度,是无源之水、无本之木。
    我查阅了李慎安老师编著的《测量不确定度百问》,其第6.5节中有:在有些特殊的情况下,例如在化学分析以及电学测量的不确定度评定中,这些分量的相对标准不确定度都是除以某个相同的分母,而输出量的相对标准不确定度也是这同一个分母,采用方和根来合成这些相对不确定度则是可以的。
    但是,我不能断定我们这里电能表基本误差测量不确定度的评定,是否是李老师说的该情况。不过我可以验证,上述两相对误差的方和根得到合成不确定度的正确性。
    我们可以先按数学型E=E-E0(式中E ­—电能绝对误差),评出绝对不确定度。显然,该数学型是线性的,完全可以按JJF1059—1999JJF1059.1—201X《测量不确定度评定与表示》(简称GUM法)评定。评得绝对不确定度后,除以对应的,从而得到相对不确定度。
    仍上述以用0.1级电能表检定装置,检定一电能表为例:在参比情况下,测得测量列:

                              1.20%1.00%1.40%1.20%1.00%1.20%

    单次试验标准偏差0.151%,实际工作中测两次,取平均值作为测量结果。故重复性引入不确定度分量为0.151%/20.11%
    量传误差引入不确定度的评定:
        0.1级电能表检定装置,误差限为±0.1%,按均匀分布考虑,0.1%/30.06%
    因为上述标准不确定度均为相对的,为了换算成绝对标准不确定度,我们可以假定测量被检表基本误差时,检测的电能E约等于E0  等于100(个单位)。
    对于重复性引入的绝对标准不确定度为100×0.11%=0.11(个单位)
    对于量传误差引入的绝对标准不确定度为100×0.06%=0.06(个单位)
    合成不确定度 =0.13(个单位)
    换算回相对合成不确定度为0.13(个单位)/100(个单位)=0.13%
    显然,与直接用相对标准不确定度方和根评得的合成不确定度一致。
    所以我认为:之所以人们能用两相对误差的方和根得到合成不确定度,即两相对标准不确定度的方和根得到合成不确定度,继而得到扩展不确定度。是因为不管是重复性引入的相对标准不确定度分量,还是量传误差引入的相对标准不确定度,都是相对于被测电能;输出量基本误差的相对标准不确定度也是相对于被测电能。该情况正是李慎安老师编著的《测量不确定度百问》,其第6.5节中有:在有些特殊的情况下,……”所指的情况。所以,可以采用方和根来合成这些相对不确定度。

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只要是测量过程,就会出现测量不确定度
而且现实工作经常会遇到这个问题
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刘彦刚
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原文由 ldgfive(ldgfive) 发表:
只要是测量过程,就会出现测量不确定度
而且现实工作经常会遇到这个问题

是的,要从事测量工作,就一定要学会,最起码是要了解测量不确定度。
刘彦刚
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原文由 zsj201204(zsj201204) 发表:
干嘛不都做成公式用图片表示?

因为具体情况不同,评定也不同,要都做成公式用图片表示不容易哦!
刘彦刚
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原文由 yuduoling(yuduoling) 发表:
不确定度是一个不太容易弄明白的问题

学什么都有个过程,只有多接触、多了解,才能达到逐步掌握。在该方面,我愿意助版友一臂之力,有什么不懂的,我愿意帮你们。
刘彦刚
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    近期对该问题有了进一步的思考:测量模型中的各输入量都是绝对量,为什么可以用两相对标准不确定度的方和根得到合成不确定度,继而得到同样正确的扩展不确定度。是因为,对于电能表基本误差测量的测量模型:



出版),其第6.5节中有:“在有些特殊的情况下,例如在化学分析以及电学测量的不确定度评定中,这些分量的相对标准均除以某个相同的分母,而输出量的相对不确定度也是这同一个分母,采用方和根来合成这些相对标准不确定度则是可以的。”

  这样一来我就证明了李慎安老师提出的该命题,该文已搞去《计量技术》杂志了。
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2013/4/8 5:50:03 Last edit by pxsjlslyg
山上看大海
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学习了,谢谢楼主!但是电能表的基本误差试验有很多个测试点,每个测试点都要分析测量不确定度吗?
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原文由 山上看大海(Ins_c79f0011) 发表:学习了,谢谢楼主!但是电能表的基本误差试验有很多个测试点,每个测试点都要分析测量不确定度吗?
      对于电能表是计相对误差,所以量传误差限引入的不确定度,各量程点是相同的。如果要找有可能不确定度大的评,只要找重复性最差的点评就可。
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2018/11/23 19:53:49 Last edit by pxsjlslyg
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