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电压表与电流表及功率表测量结果的不确定度评定

2023-02-13 来源:小奈知识网
电压表与电流表及功率表测量结果的不

确定度评定

摘要:本文主要依据《电流表、电压表、功率表及电阻表检定规程》的相关要求对文章内容进行明确,其中还涉及标准互感器法,此类方法可以在工频交流高电压背景下,对被检测的静电电压作出测量检定操作,并且还可以通过计算的方式对测量结果的误差作出分析,从而对不确定度作出明确,以此得出具体的结果。

关键词:电压表;电流表;功率表;测量结果;不确定度;评定

引言:在实际校准工作中,计量标准装置测量不确定度中人为因素占比较多,比如说:校准人员操作方法方面、校准人员读数方法方面、检定环境等多个方面都会直接影响测量结果。当前在科研工作中,静电电压表能量传出是否满足准确可靠的数据标准,直接决定了产品质量,因此在电压表测量结果方面检测工作需要遵照《测量不确定度评定与表示》中的标准进行,分析误差从而判断不确定度。

一、相关概述

本规程适用于直接模拟直流或者交流电流表、电压表、功率表等测量工作,上述各类计量表检测需要执行三次检测操作:首次检定、后续检定和使用中检定。但此类检定方式不适合自动记录式仪表、数字式仪表及电压高于600v的静电电压检定工作,因此电压检定工作需要控制在一定范围内进行此项操作[1]。

在校准过程中需要按照下述几个文献的规程进行:《通用计量术语及定义》、《测量不确定度评定与表示》,在规程应用过程中也需选择应用有效版本规范检定工作。

仪表是当前测量线路和结构的主要计量工具,此时如果测量线路变成了测量机构,此时测量所能接受的范围量会发生改变,后续在进行驱动测量后可以得出机构的运动情况,还可直接指示被测量的大小。

二、计量性能要求和通用技术要求 (一)计量性能要求

首先是准确度等级方面的问题,仪表的准确度等级最大允许误差如表1所示。 表1准确度等级及最大允许误差

准确度等级

0.1 0.2 0.5 1.0 1.5

最大允许误差(%)

1

±0.

2

±0.

5

±0.

0

±1.

5

±1.

准确度等级

2.0 2.5 5.0 10 20

最大允许误差(%)

0

±2.

5

±2.

0

±5.±10 ±20

在表格中可以看出仪表的基本误差在准确测量范围内,所有测量比值不能超过表1中的规定范围误差比值。仪表误差的类型较多,比如说:正常误差、升降变差等,其中还涉及了偏离0位,此时在标度尺上零分度线的仪表应该站在断电后进行试验,主要试验断电回零的情况。此时在仪表测量时,上限通电时间不能超过三十秒,还需快速让其达到零度,在断电十五秒后,使用标度尺对长度的百

分比进行表示,此时指示器如果指针偏离了零位,其中最大允许误差不能超过标准误差的50%[2]。

(二)通用技术要求

在外观检查方面需要对仪器的名称、制造厂商、编号、标志等其他信息作出分析,在分析过程中不能因设备问题引起测量错误,从而规避准确度缺陷的问题。

仪表中所有的线路和参考试验之间如果施加了500v的直流电压,其测量工作中绝缘电阻不能低于5。在介电强度试验方面,仪表测量线路和参考试验之间需要可以承受频率为50hz的正弦波交流电压。在试验过程中不能出现5mA,如果试验时间超过一分钟,不得出现击穿现象。试验电压需要结合仪表线路标称电压进行操作,同时还需按照表2进行输出值的选择。

表2试验电压

测量线路的标称电压

(线路绝缘电压)V

绝缘标志

(星号内的数字)kV

试验电压 (有效值)kV

50 无数字 0.5

250 1.5 1.5

650 2 2

1000 3 3

2000 5 5

3000 7 7

三、电压表与电流表及功率表校准 (一)电流表校准 1.电流表校准方法

电流表校准工作,使用多功能标准仪进行校准。工作需要先从线路接线入手,在检测出被检定电流实际比值后,用数字式电压表测量标准电阻上的电压,以此确定电流值,后续考虑标准电阻中的消耗功率,此时各类比值不能超过允许值。电流表校准的程序如下:首先需要对查看电流表是否在零位,在零位后可以选择接入测量回路,后续不断调节电流源,以此缓慢增加电流,在对被检测电流表的指示器顺序作出分析,主要分析实际值。在增加电流方面达到上限后,需要缓慢减少数值,后续指示器按照顺序指出数值,记录即可[3]。

2.电流表校准实践分析

电流表校准实践中,需处理校准故障问题。一,指针不固定。如果检测仪的指针、保险丝、线圈有损坏,可进行更换处理。二,指针调零时出现卡滞问题。应对此问题,可改变轴承间距,清除表芯、掌面的杂质。三,指针无指示问题。检定处理时,要摆正开关位置,使用无水酒精进行清洁氧化层位置。

(二)电压表校准 1.电压表校准方法

电压表检测工作需要需要将电压源及调节器与数字式电压表进行连接,在连接后需要先查看被检定仪表是否归为为零。在符合标准后将其接入测量回路,后续对电压源进行调节,此后缓慢增加电压,再按照电压表的指示器顺序分析分度线上的数值,以此记录实际值。后续在增加电压过程中,在达到上限比值后,需要立刻减少电压量,促使指示器可以按照顺序知识在相应数据分度上,以此得出实际值内容。

2.直流电压的测定实践分析

依据JJF1638的多功能标准校准方法,数据测定规范如表3所示。 表 3 数据测定规范

项目

直电压分压器

数字多用表

相对湿度

温度

流电压

参数

734752A直流型

A

8508

5%

50%~5(20±2) ℃

固态

校准使用的数学模型如式(1):

(1)

(1)式中,表示多功能标准的代表值,表示752A直流型设备的真实值,表示多功能标准参数添加后的测试值,表示752A直流型设备参数加入后的测试值。另,测定校准期间的灵敏度参数分别为:C1=1、C2=C3=-1。

评价“额定不确定度分量”的方法如下。表示测量重复添加的分量参数,给予A类评价。重复测量时,是指明确测量工况时的测量精密性。测量实践中,以10V点为例,假设测量环境、其他因素均不变,持续进行10次测量,获得的结果分布在9.999993至9.999995之间。计算10组测量值的平均数,记为,此平均值算得结果为9.9999941V。假设s()表示单次测量数据产生的偏差,则有s()偏差数值为0.0000013V。此时的结果等于偏差值s(),即1.3×10-6V。

结论:综上所述,在校准过程中,静电电压表在3KV\\50Hz的比值范围内不确定度可以在评定过程中得知。在校准工频交流高电压时,测量结果的不确定度会受到交流稳压源稳定性和调节细度的影响,其中标准电压互感器自身的准确度等级和标准数字电压表的误差极限也会受到影响,针对上述问题在实际测量工作中应该采取重复性试验的方式尽可能对试验工作进行分析,以此得出准确的数据范围。在相关试验中发现标准数字电压表自身的分辨率对结果所造成的影响较小。

除此之外,在试验过程中计量检定人员也需结合检定工作的具体情况合理选择操作方法、读数方法,并且有效对检定环境作出控制,以此保证测量过程中的不确定度尽可能让其符合不确定度评定与表示的要求。

参考文献:

[1]余欢欢.非接触式静电电压表的校准及测量结果的不确定度评定[J].电世界,2021,62(01):33-34.

[2]宋政辉,赵立芬,雷长征.75mV模拟电流表检定方法研究[J].计量技术,2019(07):42-45+6.

[3]付江楠,姬更新,赵新明,等.基于数字电压表的直流电位差计自动检定装置的讨论[J].中国计量,2018(09):111-112.

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