浅谈测量不确定度在低压电器检测中的运用

【摘要】低压电器在实际检测过程中会受到内外部多种因素的影响，导致测量的精准度不高。测量不确定度是对测量结果的误差进行评定的指标，能够对低压电器检测结果的实际情况进行反映，进一步提升低压电器检测精度。本文主要对低压电器检测中测量不确定度的应用展开具体的研究与探讨，在认知与掌握测量不确定度相关理论、原理与应用内涵的基础上，进一步研究测量不确定度的评价方法，为低压电器检测工作精确度与可靠性的提升提供助力与支撑。

【关键词】测量不确定度；低压电气；检测；短路

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.06.048

The Application of Measurement Uncertainty in Low Voltage Electrical Apparatus Testing

HU Yong

（Zunyi Product Quality Inspection and Testing Institute， Zunyi 563000， China）

Abstract： Low voltage apparatus will be affected by various internal and external factors in the actual detection process， resulting in low measurement accuracy. Measurement uncertainty is an index to evaluate the error of measurement results， which can reflect the actual situation of the detection results of low-voltage apparatus and further improve the detection accuracy of low-voltage apparatus. This paper mainly carries out specific research and discussion on the application of Measurement uncertainty in the detection of lowvoltage apparatus. On the basis of recognizing and mastering the relevant theory， principle and application connotation of Measurement uncertainty， it further studies the evaluation method of Measurement uncertainty to provide assistance and support for the improvement of the accuracy and reliability of low-voltage apparatus detection.

Key words： measurement uncertainty； low voltage electrical； detection； short circuit

为了能够对低压电器检测的品质与技术水平进行检测，测量不确定度作为重要参数和指标，能够对其检测结果进行衡量和评价。同时运用测量不确定度不仅能够对检测结果参数进行评定、检测报告品质进行反映，而且也能够为检测技术的提升提供很大帮助。在测量结果或者技术水平比较时，通过测量不确定度的检测数值与参考值进行比较，或者同一实验室的环比、不同实验室的同比等等，都能够对比出问题所在，进而为低压检测技术与品质的提升提供支撑与帮助。

1.1测量不确定度的概念

所谓的测量不确定度，通俗来讲就是在测量误差存在的基础上被测量值不能肯定的程度。测量不确定度也能够对结果可信赖的程度进行直观反映，是与测量结果相关联的重要参数。测量不确定的参量一般是由很多分量组成，测量结果的质量指标越小时，该结果与被测量的真值越近，水平与质量就越高，准确度与使用价值也就越高；而当测量结果的质量指标越大时，其使用价值与應用水平也越低。运用测量不确定度能够对测量的测量结果的可靠性进行评定，也促进测量结果之间可比性的增加，有利于提升测量的品质与水平[1]。

1.2测量不确定度的原理及应用价值

从直观角度来看测量不确定度，其就是对测量结果不肯定程度、怀疑程度或者测量结果有效性与可信性的反应，是对测量结果进行定量说明的参数。由于人的认知有限、测量的不完善、测量仪器、测量环境以及计量性能等多因素的影响，导致测量结果存在较大的分散性，每次检测的结果数据都不一致，但是会以一定的概率分散在某个区域当中，如同数值集合中有多个子集一样。

在应用测量不确定度来评定测量结果时，从根本上来讲，其打破了系统误差与随机误差分类方法的局限，对系统误差进行了一定的修正，利用一定的统计方法来对其他误差进行估算。测量误差能够对结果的好坏进行衡量，但是这种衡量只能够对测量结果的短期质量进行反映。测量不确定度能够衡量测量结果的一致性、持续受控程度等，当测量不确定度越大时，其测量能力就越低；当测量不确定度越小时，其测量能力就越高，无论测量不确定度的数值有多小，测量结果的真值都必须在测量不确定度范围当中，否则代表测量的过程是无效的。

通过测量不确定来对测量结果进行反映和评定，对于测量结果的品质、检测的能力与水平都会有更为直观的反映，有利于提升检测单位或者检测实验室的检测技术与水平，同时也能够进一步提升检测的品质与效率[2]。此外，由于测量不确定度是表示被测量之值分散性的一种参数，在低压电器检测评定过程中应用测量不确定度，既要对不确定度各个分量的大小进行分析，又要在检测过程中对检测结果有一定程度影响的各种因素进行寻找和记录，验证不确定度的评定标准，进而增强低压电器检测的时效性，使得测量不确定度的作用与价值能够更好地发挥出来，更好地服务于低压电器的检测工作。

1.3测量不确定的评定方法分析

测量结果是测量不确定度的核心。测量结果的不确定度主要与测量方法、人员、设备、对象、环境等息息相关，上述这些因素能够将测量不确定度的系统影响和随机影响有效地反映出来。在评定测量不确定度的方法上，非统计方法的应用更为普遍和广泛。一般来讲，不确定的评定是非统计方法的一种重要模式，该方法是利用校准证书数据、以往的测量数据以及对仪器性能经验等进行估计，以此得到测量结果的不确定度。

测量不确定度的计算公式为UB=b/kj，在不确定度的计算公式中，b代表的误差源的误差限，而kj代表的是和误差限取值概率与误差分布相关的因数。在掌握不确定评定的方法与公式以后，要将所有标准不确定的分量进行合成，得出和测量结果相关的不确定度总值，最终成为合成化的不确定度。

在掌握测量不确定度相关概念、原理、应用价值以及评定方法以后，在进行低压电器检测时，科学、合理地应用测量不确定度，能够对低压电器检测的质量、效果以及技术水平进行对比、校验与反映，这对于提升低压电器检测效率非常有利。因此，在低压电器检测中应用测量不确定度来对测量结果进行监督与反映，在一定给你程度上能够大大提升测量结果的实效性。下面对低压电器检测中测量不确定度的应用方法展开具体的探讨与研究。

2.1编制不确定度评定工作指导书

在低压电器检测过程中应用测量不确定度时，所有检测实验室必须都是中国合格评定国家认可委员会的认可，并严格执行国家认定的不确定度评定政策，结合低压电器的检测要求来制定差异化、个性化的评定步骤、方法与程序。编制社会众多领域中各类检测参数的不确定度评定作业指导书，并按照相关规定与要求给出不确定度，这能够为低压电器的检测工作提供很大的便利与指导。

2.2明确测量不确定度的来源

在检测低压电器过程中，要对电器的多个性能展开测量，如动作特性检测、耐电流能力测量、耐压试验、绝缘电阻的测量、电器寿命检测以及电压降测定等。为了能够对检测质量进行有效测定，运用测量不确定度的方法来对电器进行测量和报告，能够有效反映检测技术水平的高低、优劣。在测量不确定度的实际应用时，要对低压电器测量不确定度的来源进行明确，然后再运用各类检测的系统、程序、内容以及方法来获取多个不确定度的来源，如测量仪器分辨率不足、数据计量参数不准、计量标准值模糊、取样缺乏代表性、被测量重复观测值发生变化、被测量的定义不完善、数据存在人为偏差、测量程序存在近似性、方法存在假定性、环境条件测量控制不全面、被測量定义方法实现不理想等等。对各个检测项目进行实质上的不确定性评价，结合低压电器测量的实际情况来确认测量不确定度[3]。

2.3优化测量不确定度的步骤与流程

在测量不确定度评定过程中，优化其步骤与流程是非常必要的。首先要对测量不确定度的来源进行分析，在分析过程中记录对测量结果有着显著影响的不确定度分量；对不确定度分量进行评定标注，将给出分量的自由度与数值；然后对所有不确定分量的相关性展开分析与讨论，对各个相关系数进行确定；进一步求出测量结果的合成标准不确定度，即合成的自由度与不确定度；如果在低压电器测量过程中需要展伸不确定度，那么要将已合成的标准不确定度与所包含因子之乘积作为展伸不确定度。最后将不确定度报告给出来，按照标准和规定将被测量的展伸不确定度、合成标准不确定度以及估计值报告出来，记录所有检测的细节与流程，并予以详细说明，为检测结果准确性的提升提供铺垫[4]。

2.4科学把控检测过程

在检测低压电器的过程中，检测的重要程序之一就是评定不确定度，而在评定低压电器测量不确定度时，评定的前提是先明确测量不确定度的来源，然后再按照不同确定度的来源进行分类，针对不同的不确定度来源采用差异化的评定方法。在评定不确定度的过程中，能够分析各类分量，并对检测结果有影响的设备、环境、设施、服务、供应品等因素进行确定，再按照检测质量的影响程度、不确定度分量的大小来对各类用途的低压电器进行合理分区、布局，实施科学、合理的限制措施。在上述工作的基础上来明确监测、记录以及控制的时间，最大化地优化各类检测条件，从而对各项检测工作的实际需求进行全面满足，节约人力资源，增强人效，提升工作效率[5]。与此同时，在各项检测程序中，检测设备的科学选购、正确配置、参数校准与检定等工作非常重要。当检测的仪器设备对总的不确定度几乎没有影响时，那么可以将该评定的结果当作不检定的依据，并按照流程或者程序来进行低压电器的检测工作。对检测过程中的科学把控，能够更好地消除不利影响，对于低压电器检测效率的提升、检测品质的提高都非常有利。

2.5实施检测质量控制

在低压电器实施检测之前，评定测量不确定度是必不可少的步骤和流程，也是检测工作得以有效进行的重要前提和基础。评定低压电器的测量不确定度，能够有效地表达测量结果，使得不确定度的有效位数得到有效确定，并对检测方法选择的科学与否进行确定，从而为检测质量的控制奠定基础。当所选择的检测方法已经明确不确定度时，那么可以按照已知的不确定度来进行实验室检测的各类条件达标与否进行校验与判断，判断其是否符合标准与要求。在低压电器预实验或者确认检测方法的过程中，如果获得的不确定度≤已知的不确定度，那么可以表明该实验室的实验条件与标准、要求相符的；如果获得的不确定度>已知的不确定度，那么表明该实验室的实验条件是不达标的，应该立即寻找原因，并对不符合检测要求的因素、条件等进行改变，一直到符合要求为止。检测结果的质量控制、校准、检定、核查等工作都要利用不确定度的相关数据才能够实现，并对检测结果的质量进行有效、科学的判定，为检测质量的提升提供帮助，同时对于提高实验室检测技术水平也更为有利。

综上所述，目前，不确定度是国际公认的评定测量结果质量的重要参数。在低压电器检测过程中，检测的质量和不确定度之间有着密切的联系，零不确定度能够对检测的精度、质量进行反映和确定。科学、合理、有效地运用测量不确定度的评估方法来对可能影响检测结果质量的各类因素进行评估和识别，进而全面分析检测环境、标准物质、检测设备、检测方法、被检测低压电器的状态、性能以及操作人员的业务技能，为检测结果准确性与可靠性的提升提供良好保障。在检测低压电器的整个过程中，不确定度始终贯穿始终，先明确不确定度的检测标准、来源、方法及流程，在检测过程中实施检测结果的质量管控，将不确定度作为参考和依据来进行各类不符合检测要求的因素进行优化与改变，从而低压电器检测的质量，为操作人员业务能力的提升、实验室检测水平的提升提供帮助。

【参考文献】

[1]李文洁.测量不确定度分析及其在电器检验中的应用分析[J].商品与质量.2020（12）：187.

[2]吕智超.电器质量检测中的不确定度的分析[J].科学与财富.2018（23）：38.

[3]李书邦.测量不确定度分析及其在电器检验中的应用分析[J].建筑工程技术与设计.2017（4）：872.

[4]员雪峰，朱乐.浅谈测量不确定度在低压电器检测中应用[J].中国科技投资.2016（23）：179.

[5]颜世灿.小型断路器温升试验的不确定度分析[J].中国检验检测.2020，28（6）：67-68，59.

【作者简介】

胡永，男，1984年出生，工程师，学士，研究方向为低压电器检测。

（编辑：李钰双）