泄漏电流测试仪试验电压测量结果的不确定度评估

王 霞

(山西省计量科学研究院，山西太原030002)

1 概述

(1)测量依据:JJG843－2007《泄漏电流测试仪检定规程》。

(2)测量标准:数字多用表，型号规格:2000，测量范围:交流电压0～750 V。

(3)被测对象:泄漏电流测试仪，泄漏电流测量范围:0.05 ～20.00mA，输出试验电压范围:交流电压80～250 V。

(4)测量方法:依据JJG843－2007《泄漏电流测试仪检定规程》，在规程要求的环境条件下，将泄漏电流测试仪的N端与L端与数字多用表并联，调节泄漏电流测试仪的输出电压，得出输出电压值。此时，数字多用表的电压示值即为被检泄漏电流测量仪输出电压的实测值。

2 数学模型

式(1)中:Ux—泄漏电流测量仪输出电压示值;

Un—数字多用表电压示值。

3 不确定度传播率

式(2)中灵敏系数 c= ∂Ux/∂Un=1。

4 标准不确定度评定

选择一台泄漏电流测试仪，准确度等级为3.0级，经法定计量机构检定合格。在规程要求的环境条件下，温度和相对湿度稳定，用数字多用表对泄漏电流测试仪的输出试验电压进行独立的重复测量10次，由读数重复性等随机效应引入的不确定度按A类评定。依据JJG 843-2007《泄漏电流测试仪检定规程》，试验电压至少检定四个点:最大输出电压值、最小输出电压值、110 V和220 V输出电压值。其中220 V点的不确定度分析如下:

4.1 A类标准不确定度评定

由测量重复性给出的标准不确定度分量，用A类标准不确定度评定。

在相同的测量程序、人员、仪器、环境，用数字多用表对泄漏电流测试仪的输出试验电压进行独立的重复测量10次。测量数据如表1:

表1 重复测量10次测量数据

A类不确定度评定为:

故A类标准不确定度u(Ux1)为:

4.2 B类标准不确定度分量评定

测量方法采用直接测量泄漏电流测试仪输出试验电压。测量环境恒温好，电网稳定。因此，环境影响和电源稳定度的影响可以忽略不计。主要由以下因素引入测量的B类不确定度。

4.2.1数字多用表示值分辨率的影响

数字多用表在示值为750 V时的分辨率为1 mV，其在±0.5 mV的区间为均匀分布。故其标准不确定度u(Ux3)为:

4.2.2数字多用表示值准确度的影响

根据数字多用表仪器说明书可知数字多用表误差运算公式为:δ=±(0.06%读数+0.03%量程)，测量220 V电压值时，数字多用表电压量程为750 V，允许误差限为:

按正态分布计算，其标准不确定度u(Ux2)为:

5 合成标准不确定度

5.1 主要标准不确定度汇总表

通过以上分析，将各分量列表2如下:

表2 各不确定度分量汇总表

5.2 合成标准不确定度计算

以上各项标准不确定度分量是互不相关的，所以合成标准不确定度u(Ux)为:

5.3 扩展标准不确定度计算

因主要分量可视为正态分布，因此P=95%时，可取包含因子k=2，则扩展标准不确定度计算:

5.4 相对扩展标准不确定度计算

对使用泄漏电流测试仪标准装置校准泄漏电流测试仪试验电压的测量不确定度评估，根据JJG843－2007《泄漏电流测试仪检定规程》，常规校准应对试验电压至少检定四个点:最大输出电压值、最小输出电压值、110 V和220 V输出电压值。其测量不确定度汇总见表3。

表3 测量不确定度汇总表

泄漏电流测试仪试验电压的相对扩展标准不确定度为:

6 结束语

泄漏电流测试仪在企业的安全性能综合实验装置中运用的十分广泛。通过对泄漏电流测试仪试验电压不确定度的分析，使我们对影响泄漏电流测试仪试验电压测量结果的各个因素有了更清晰的认识。