电子式绝缘电阻表示值误差的不确定度评定分析

万薇薇

摘要：绝缘电阻表是发电企业常用的一种测量仪表。主要用来检查电气设备、电气线路对地及相间的绝缘电阻，避免发生触电伤亡及设备损坏等事故。绝缘电阻表可分为电子式和手摇式。其中电子式绝缘电阻表相对于手摇式来说，具有多种电压输出等级、容量大、输出电压稳定、抗干扰强、操作简单、使用方便等特点。本文详细结合实际应用中电子式绝缘电阻表检定的情况，分析了电子式绝缘电阻表示值误差测量值的不确定度的来源，并详细介绍了电子式绝缘电阻表示值误差测量结果不确定度评定的方法。

关键词：电子式绝缘电阻表;示值误差;不确定度评定

1不确定度及电子式绝缘电阻表的概述

不确定度的含义是指由于测量误差的存在，对被测量值的不能肯定的程度。反过来，也表明该结果的可信赖程度。它是测量结果质量的指标。不确定度愈小，所述结果与被测量的真值愈接近，质量越高，水平越高，其使用价值越高;不确定度越大，测量结果的质量越低，水平越低，其使用价值也越低。在报告物理量测量的结果时，必须给出相应的不确定度，一方面便于使用它的人评定其可靠性，另一方面也增强了测量结果之间的可比性。

绝缘电阻表广泛应用于电子设备、仪器仪表的绝缘电阻测量，属于国家强制检定计量器具。电子式绝缘电阻表是指由电池或外接电源供电，通过电子器件进行DC/DC变换对测量端子L、E提供测量电压，被测电阻接在测量端子L、E之间。由IC或CPU等组成的电子电路对被测信号进行变换或处理，由磁电系电流表或数字表直接指示或显示被测绝缘电阻值，具有泄露屏蔽或端子G的绝缘电阻表。近年来电子式绝缘电阻表以其高精度，度数直观，操作简便等特点，逐步取代了传统的手摇式绝缘电阻表。《电子式绝缘电阻表》检定规程中，所提到的准确度等级与传统的手摇式绝缘电阻表也有所相同。那么，对电子式绝缘电阻表的不确定度评定进行探讨，是很有必要的。测量依据：《电子式绝缘电阻表检定规程》。环境條件：电子式绝缘电阻表检定温度为（23±5）℃，相对湿度45%～75%。测量标准：标准器为高压高阻箱。准确度等级为0.2%～10%。被测对象：电子式绝缘电阻表（数字式）：允许误差为±（1.5%+5），测量范围为0.01MΩ～10GΩ。测量方法：将高压高阻箱示值调节至检定点，读取电子式绝缘电阻表示值，电子式绝缘电阻表示值与高压高阻箱示值之差值为该电子式绝缘电阻表的示值误差。

2测量模型分析

式中：ΔR-电子式绝缘电阻表示值误差;RX-电子式绝缘电阻表示值;RS-高压高阻箱示值。

3测量不确定度的主要来源分析

电子式绝缘电阻表测量不确定度的主要来源包括3个方面：

（1）电子式绝缘电阻表的测量重复性引入的标准不确定度u（RX）

（2）高压高阻箱的各步进值得准确度引入的标准不确定度u（RS）

（3）电子式绝缘电阻表分辨力输入量引入的标准不确定度u（Rδ）

4输入量的标准不确定度评定

4.1输入量RX的标准不确定度u（RX）的评定

输入量RX的不确定度主要由被检绝缘电阻表的示值重复经引入的标准不确定度u（RX），分析此项采用A类评定方法进行评定。对绝缘电阻表1000V电压档，1000MΩ的点进行10次连续测量得到测量列。测量结果如表1：

根据要求，检定结果修约到准确度等级的1/10位。故算术平均值为：

实验标准差为：

4.2输入量RS的标准不确定度u（RS）的评定

输入量RS的标准不确定度u（RS）的来源是高压高阻箱的步进值准确度，标准不确定度采用B类标准不确定度评估。通过查询高压高阻箱的检定证书可知1000MΩ的准确度等级为0.02%，则不确定度区间的半宽度为1000MΩ×0.02%=20MΩ，其分布视为均匀分布，包含因子k=，则：

4.3输入量Rδ的标准不确定度u（Rδ）的评定

输入量Rδ的标准不确定度u（Rδ）的来源是电子式绝缘电阻表的分辨力引入的标准不确定度，采用B类标准不确定度评估。由仪器说明书得知1000MΩ分辨力为1MΩ，则不确定度区间的半宽度为12=0.5MΩ，视为均匀分布，包含因子k=，则：

5合成标准不确定度的计算

以上所分析的标准不确定度分量彼此独立互不相关，所以合成标准不确定度为

6扩展不确定度的评定

取包含因子k=2，则电子式绝缘电阻表（数字式）在1000V电压档，1000MΩ的点，扩展不确定度U为：

7测量值的不确定度的报告与表示

电子式绝缘电阻表在1000V电压档，1000MΩ的点时示值误差测量结果的扩展不确定度为：U=23.1MΩ，k=2

8结语

综上，本文结合实际应用情况分析了电子式绝缘电阻表示值误差测量值的不确定度的来源，并详细介绍了电子式绝缘电阻表示值误差测量值的不确定度的评定方法。

参考文献

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