关于电阻表示值误差测量结果不确定度的评定

贾子花

(天津市质量技术监督宝坻检测中心 天津301800)

关于电阻表示值误差测量结果不确定度的评定

贾子花

(天津市质量技术监督宝坻检测中心 天津301800)

参照国家电流表、电压表、功率表及电阻表检定规程，通过使用多功能校准仪对电阻表进行校准，并对其误差来源进行分析，应用A类不确定度和B类不确定度评定方法对误差来源进行分类确定，应用正态分布和均匀分布等计算方法对其不确定度进行合成计算，最后评估出最优测量结果的不确定度。

误差来源 A类不确定度 B类不确定度 均匀分布

1 测量条件

1.1 测量依据

JJG 124-2005《电流表、电压表、功率表及电阻表》检定规程。

1.2 测量环境

温度为(20±2)℃；相对湿度在 40%～60% RH之间。

1.3 测量标准

主要测量标准器为型号是 DO30A*多功能校准仪，其测量范围为 10,Ω～20,MΩ，技术指标为10,Ω～2,MΩ，准确度为±0.2%，(5～20)MΩ准确度为±0.4%。

1.4 测量对象

准确度级别分别为0.5、1.0、1.5及以下等级的电阻表。

1.5 测量方法

按照 JJG 124-2005《电流表、电压表、功率表及电阻表》检定规程第6章的检定方法进行测量，现选取1台型号为MF-47型，测量范围为(500,Ω～5,kΩ)的电阻表，采用直接比较法进行测量不确定度评估。将电阻表连接到多功能校准仪上，调节标准电阻源，使标准电阻源处于被校点上，读取电阻表示值，确定被检表的示值误差。

2 测量模型

根据测量方法，建立如下测量模型：

式(1)中：△——被检表该分度线示值误差值，kΩ；

AX——被检表指示值，kΩ；

AN——多功能校准仪读数值，kΩ。

3 方差和灵敏系数

测量结果的合成标准不确定度uc用下式计算：

式(2)中：uc(△)——合成标准不确定度；

u(AX)——被检表引起的标准不确定度分量；

u(AN)——标准器引起的标准不确定度分量。

灵敏系数数学模型：△＝AX－AN

灵敏系数：

4 测量不确定度来源

主要为：①由多次重复测量引起的标准不确定度u11；②标准器本身量传时引起的不确定度分量 u12；③由环境条件引入的标准不确定度分量 u13；④电阻表分辨力引起的不确定度分量u14。

5 标准不确定度评定

以下要对电阻表各校准点示值误差进行测量不确定度评定。

在重复性条件下，对 MF-47型电阻表各个校准点进行连续测量 10次，每次测量都需要重新接线，调整机械零位和电器零位。所得数据如表1所示。

表1 连续测量结果汇总表Tab.1 Summary list of consecutive measurement results

先对1,kΩ点示值误差进行测量不确定度评估。

5.1 由多次重复测量引起的标准不确定度u11

示值平均值为：

单次实验标准差为：

平均值实验标准差为：

标准不确定度为：

5.2 标准器本身量传时引起的不确定度分量u12

该标准不确定度分量由多功能校准仪本身示值的不确定度引起，主要影响数学模型中的AN分量。采用B类评定方法。

由于多功能校准仪经检定合格，且测量时环境温度、湿度符合其技术指标要求，所引入的标准不确定度u12为：U12=a/k，a为多功能校准仪示值允许误差，区间的半宽为 a＝10,kΩ×0.2%＝0.02,kΩ；在该误差区间内可认为服从均匀分布，故包含因子，则：

5.3 由环境条件引入的标准不确定度分量u13

由于被检表已在恒温20,℃条件下静置2,h，且检测时温度保持恒定，所以由温度造成的影响可以忽略。故由环境条件引入的标准不确定度分量 u13忽略不计。

5.4 电阻表分辨力引起的不确定度分量u14

电阻表的分辨率为 10,Ω，则区间半宽度为10,Ω/2，其符合均匀分布，k＝，由分辨率引起的标准不确定度分量为：

6 合成标准不确定度的评定

6.1 标准不确定度汇总表(见表2)

表2 标准不确定度汇总表Tab.2 Summary list of standard uncertainties

6.2 合成标准不确定度

由于各标准不确定度分量彼此独立，不相关，所以合成标准不确定度按计算。

6.3 扩展不确定度计算

取置信概率为95%，包含因子k＝2

6.4 最终评估结果

根据 JJG 124-2005《电流表、电压表、功率表及电阻表》检定规程的规定，下面分别对测量范围为(500,Ω～5,kΩ)电阻表中 500,Ω、1,000,Ω、2,000,Ω、3,000,Ω、4,000,Ω、5,000,Ω各个点示值误差进行测量不确定度评估，由于评定步骤相同，为了减少文章篇幅，具体评定步骤不再重复。同理，使用多功能校准仪校准对不同准确度等级的电阻表及其电阻表的各个校准点，各点示值误差进行测量不确定度评估，这里给出最终评估结果。

其评估结果为：

7 测量结果不确定度报告

采用多功能校准仪校准电阻表的CMC为：

［1］ 刘继杰. 绝缘电阻表示值误差测量结果的不确定度[J]. 计量与测试技术，2007(1)：58.

［2］ 耿维明. 测量误差与不确定度评定[M]. 北京：中国计量出版社，2010.

［3］ 国家质检总局. 中华人民共和国国家计量检定规程——电流表、电压表、功率表及电阻表[S]. JJG 124-2005. 2005-10-09.

［4］ 王玲生. 热工检测仪表[M]. 北京：冶金工业出版社，1994.

［5］ 林玉池. 测量控制与仪器仪表前沿技术及发展趋势[M]. 天津：天津大学出版社，2008.

［6］ Curtis D. Johnson. 过程控制仪表技术[M]. 6版. 北京：科学出版社，2002.

［7］ 须鼎兴. 电子测量仪器原理及应用技术[M]. 上海：同济大学出版社，2002.

［8］ 盛克仁. 过程测量仪表[M]. 北京：化学工业出版社，1992.

Assessment of Error Measurement Uncertainty for Resistance Indicating Values

JIA Zihua
(Tianjin Quality and Technical Supervision Baodi Testing Center，Tianjin 301800，China)

Referring to the national verification regulation of amperemeters，voltmeters，wattmeters and ohmmeters，a multi-functional calibrator was used for the calibration of resistance meters to carry out an analysis for error measurement results. With the application of class A and class B uncertainties in measurement，error sources were classified；with the adoption of normal distribution and uniform distribution methods，a combined standard uncertainty was worked out；and finally，the uncertainty of the optimum measuring results were presented.

source of error；class A uncertainty；class B uncertainty；uniform distribution

TH89

A

1006-8945(2014)11-0022-03

2014-10-10