电学计量中测量不确定度评定方法应用的思考

摘"要：在电学计量中，测量不确定度评定是一个至关重要的环节，它直接关系到测量结果的准确性和可靠性。近几年，测量不确定度评定方法已被广泛地应用到社会各个领域中，以获取真实的计量数字。基于此，来对电学计量中常用的测量不确定度评价方法展开分析，通过分析其基本内涵和在电子计量测量中的重要性，结合一些案例来对测量不确定度评价方法应用进行深入的分析，以期为未来电学计量测量的发展提供方向和指导。

关键词：电学计量"测量不确定度评"仪器校准"量值传递

中图分类号：TM1

ThoughtsontheApplicationofMeasurementUncertaintyEvaluationMethodsinElectricalMetrology

LIUGuanhu

ShanxiEnergyConservationCenterCo.，Ltd.，Taiyuan，ShanxiProvince，030045China

Abstract：Inelectricalmetrology，theevaluationofmeasurementuncertaintyisacrucialstepthatdirectlyaffectstheaccuracyandreliabilityofmeasurementresults.Inrecentyears，measurementuncertaintyevaluationmethodshavebeenwidelyappliedinvariousfieldsofsocietytoobtainaccuratemeasurementdata.Basedonthis，ananalysisisconductedonthecommonlyusedmeasurementuncertaintyevaluationmethodsinelectricalmetrology.Byanalyzingtheconnotationandimportanceofuncertaintyevaluationmethods，combinedwithsomecasestudies，anin-depthanalysisisconductedontheapplicationofuncertaintyevaluationmethods，inordertoprovidedirectionandguidanceforthefuturedevelopmentofelectricalmetrologymeasurement.

KeyWords：Electricalmetrology;Measurementuncertaintyevaluation;Instrumentcalibration;Valuetransfer

电学计量中，由于传统方法测量结果的置信度不高，常常会应用测量不确定度来进行测量，其具有灵敏度高、信号易传播等特点，可以有效地保证计量数字的准确性。目前，电学计量中测量不确定度评定方法被广泛地应用在各个领域中，通过仪器的校准、量值的传递等方式，对测量结果的质量进行控制。因此，本文针对电学计量中测量不确定度评定方法的应用进行深入的分析与探讨。

1"测量不确定度的基本概述

测量不确定度是基于误差理论提出的，其主要是指由于在测量过程中会产生误差，所以无法保证测量结果的准确性，而不确定度就是指的是误差的值，也是测量结果质量的值。1972年，著名学者海森伯首次提出了“不确定度关系”；1980年，国际计量局也提出了“实验不确定度建议书”，该建议书又屡次被修改，明确地提出了测量不确定度的标准、规范以及评定与表示等。

测量不确定度的评定方法主要为两类，即A类和B类。其中，A类是通过对观测列进行统计分析来评定标准不确定度，这种方法通常涉及对测量结果进行重复测量，并计算其标准偏差以得到A类不确定度分量，A类评定能够反映由于测量重复性引入的不确定度。而B类是跟A类完全不同的评定方式，其主要是对应系统误差，通常通过查阅仪器说明书、校准证书或其他来源来确定测量工具的准确度、分辨率、环境条件等影响因素，并据此估算出引入的不确定度分量[1-2]。

测量不确定度并不是简单地指测量的误差，而是通过严格地计算、评定而得出的一个接近准确数值的理想区间。在测量过程中，需要尽可能地避免误差的出现，测量值也不能与误差混为一谈：误差只是一种参考，而测量值可以量化，更加具有实用性[3]。在电学计量中，通过静态不确定度方法和动态不确定度方法，建立相应的数学模型，然后对不确定的来源进行分析，确定其为A类或者B类测量值，最后以报告的形式进行展示。测量不确定度的评定不仅有助于评估测量结果的可靠程度，还能为量值传递、仪器校准和测量过程控制提供重要依据[4-5]，因此具有非常重要的意义。

2"测量不确定度评定方法在电学计量中的应用

在电学计量中，标准表是进行测量的核心工具。对标准表的校准过程需要评定其测量不确定度，包括温度、频率、供电电压等因素对标准表测量结果的影响，使用不确定度评定方法，对标准电流、电压、阻抗进行精确校准。本文以泄漏电流测量仪电压示值误差测量为例，来深入的探讨测量不确定度评定方法在电学计量中的应用。

2.1测量方法

首先，遵循国家计量技术规范，如《泄漏电流测量仪》（JJG843—2007）检定规程或《测量不确定度评定与表示》（JJF1059—1999）等，测量应在规定的温度（如（20±3）℃或（20±5）℃）和湿度（如相对湿度不大于70%或（60±15）%RH）条件下进行，以确保测量结果的准确性。

其次，建立数学模型，来表达被测量量影响量之间的关系。其中被测量量用y来表示，X表示影响量，应用到的公式为

在建立模型之前，将影响不确定度的任何有关数值输入到数学模型中，建立模型后，仔细分析模型里面的分量，找出其具体的来源，在实际的测评里还应该详细的记录，这样才能做到分量的不遗漏，不重复。不确定分量用u来表示，A类和b类测量不确定的函数表达式如下：

2.2测量流程

首先做好测量前的准备工作，选取了型号为HL6626的漏电流测量仪作为我们实验的对象，实验的主要目的是对其进行校准，其环境温度为（20±3）℃，这是最适合校准的温度，其相对湿度的条件为不得gt;70%，在实验中有严格的交流电流限制必须是50Hz，我们选择在这类试验中较为常用的F45的数字多用表。漏电检测仪，就是用来检测电器在通电的时候通过绝缘类似塑胶一样的工具隔开一些漏出的电流，从而达到检验电流安全正常运转的效果，它输入阻止电流的代码主要是为了保护身体的触电。

然后，对于具有可调输出电压的隔离变压器或由固定输出电压的隔离变压器和可调输出电压的自藕变压器组成的变压器组合的被检测试仪，首先对试验电压进行检定。试验电压必须检定四个点：电压值的最大输出及最小输出、110V和220V输出电压值。输出电压值必须测量两次，且按照从小到大的顺序，最终平均值，就是输出电压实际测量值。在调节试验电压的过程中应保持其连续平滑。在试验电压为220V时用失真度测量仪直接测量，电压失真度最低不能超过5%。我们用T1表示为可调输出的隔离变压器；V表示为测试仪的试验电压指示仪表；试验电压指示仪表的误差，按照指示测试仪是模拟式，并根据下面的公式计算试验电压误差。

2.3模型建立

，其中r为泄露电流测量仪电压示值误差，VX为被测泄露电流测量仪电压示值，VN为被测电压实际值数量。

2.4判定不准确性

依据所测电流的误差不准确性的标准主要靠变量VX，VN

首先，不准确性标准的判定。变量Vb的不准确性标准​产生的原因是在检测漏电时的电流不连续波动，主要运用一类方法进行判定，用一辆漏电检测仪，选取100伏电压，在同等的环境下，也就是一样的温度类似的温度，而选取的同一两辆检测仪在连续工作抽样检查十次，并得到一组数据98.2，98.3，98.3，98.3，98.3，98.3，98.4，98.4，98.5，98.5。

选择两台同等级别、同等型号、同等规格的漏电检测仪，并在100伏电压的情况对每台检测仪随机重复上面所述同温同湿的的环境进行十次单独的检测，且各组检测数据按照上面所说的方法进行计算然后就得到了本次检测单组测试的标准误差：S1=0.097V；S2=0.083V；S3=0.086V组合抽样样本的标准差：

变量VN的不准确性主要取决于标准检测仪的仪器的不准确性，交流100伏电压可以产生的误差在0.2%前后正负移动10个字。因此，可以看作是在可移动区间内服从平均状态分布，包括因子k=，那么。

2.5合成标准不确定度的评定

灵感系数，数学模型

灵敏系数：

合成标准不确定度汇总情况，当不确定度来源为被测表测量重复性时，标准不确定度为0.089V，为-1，为0.089V。当不确定度来源为直流标准器不准时，标准不确定度为0.173V，为-1，为0.173V。

2.6扩展不确定度的评定

当K值为2，扩展不确定性：。准确度等级为5，走漏电流测量仪电压的偏差测量结果扩展不确定度为，衡量100V时，U=0.4V（k=2），折算至不确定性为衡量100V时，U=0.4%（k=2）。

。其中：r为接地电阻测试仪电阻表的示值误差；R为测试仪电阻示值；Rx为被测接地电阻测试仪电阻表示值；RN为标准的电阻值。在测量过程中还会涉及的公式如测试仪电阻示值的绝对误差和相对误差如下。"""""""""""""""""""""""（1）测试仪电阻示值的相对误差："""""""""""""""""""""（2）"""""""""""""""""""""""""""（3）"""""""""""""""""""""""""""（4），其中r、Ix、IN、VN分别代表的是电流表的示值误差、电流示值、电流的实际值以及电压值（直接读取数字多用表的数值）。在对其进行A类评定时，也是选择3台接地电阻测试仪进行，在相同温度、湿度等环境下进行重复性的测试。测试过程中选择10A为测试档，每10次测量为一组测量数据值，取3组数据，将其带入模型公式中获取最终的结果。根据有关s的公式可以计算得出这3组的实验标准差为0.012、0.023、0.017，详见表2。再根据2.1中SP的计算方式得出合成样本标准差为0.018A。3"结语

综上所述，测量不确定度评定方法在电学计量中的应用具有重要意义。通过全面考虑各种影响因素、合理设计实验方案、注重数据分析与处理以及不断推动技术创新和发展趋势的实现，我们可以不断提高测量不确定度评定的准确性和可靠性，为电学计量技术的发展和应用提供有力保障。现阶段，静态不确定度评定，是基于统计理论，采用最大方差法、最小二乘法等统计方法对测量数据进行处理，计算出测量结果的标准不确定。动态测量不确定度评定是基于数学模型的方式来进行评定，通过全面各种影响因素，来保证不确定度评定的准确性。在应用这两种方法时，需要考虑测量人员、测量仪器以及环境因素等影响，需要合理地设计实验方案，需要注重数据分析与处理，以助于提高测量不确定度评定的可靠性。未来，还会有智能化评定、实时化评定、标准化评定等，不断地创新和完善电学计量中测量不确定度评定值，促进电学计量技术的发展和应用。

参考文献

[1]王鑫.工频谐波测量仪器校准结果的测量不确定度评定[J].中国计量，2022（10）：99-102.

[2]梅益芹，尧赣东，黄昕龑.电压互感器测量误差不确定度评定方法[J].中国仪器仪表，2022（2）：31-34.

[3]李义.电学计量的误差分析及不确定度理论研究[J].中国新通信，2021，23（9）：153-154.

[4]史新涛.保供保消纳的新型电力系统多元灵活性资源规划研究[D].汉中：陕西理工大学，2024.

[5]李苗.永磁同步电机参数辨识及模型预测控制研究[D].西安：西安理工大学，2024.