1 概述
(1) 测量依据:JJG596—2012《电子式电能表检定规程》、JJG307—2006《机电式交流电能表检定规程》。
(2) 环境条件:温度应符合规程要求,相对湿度(60±15)%。
(3) 测量标准:电能表标准装置,装置允许误差如表1。
(4) 被测对象:0.5级及以下各种电能表。
(5) 测量过程:装置输出一定功率给被检表,并对被检表输出的脉冲或产生的转数进行累计,得到的电能值与装置给出的标准电能值比较,得到被检表在该功率时的相对误差。
(6) 评定结果的使用:符合上述条件的测量结果,一般可直接使用本不确定度的评定方法。
2 数学模型

3 各输入量的标准不确定度分量的评定
输入量 的标准不确定度u( )由重复性条件下被测电能表和标准装置测量重复性引起的,采用A类评定方法,并进行多组测量获得合并样本标准差sp,进而获得一个自由度较大的实验标准差;修正值 取零(标准装置没有给出修正值),此时输入量 的标准不确定度u( )来源于电能表标准装置的最大允许误差,采用B类评定方法。另外,被检表相对误差数据修约还产生一个不确定度分量u(x),采用B类评定方法。
3.1 不确定度分量u( )的评定
对不同等级和不同型号规格的电能表应分别获得各种情况下的合并样本标准差sp,获得sp后使用时应注意它的使用条件。可对4台同型号规格的电能表进行10次测量,如对4台0.5级同型号规格的被检电能表,在额定电压和负载电流等于5A,功率因数分别为1.0、0.5L、0.5C时,在重复性条件下各进行10次独立测量,分别得到4组测量数据,分别见表2.1、2.2、2.3所示。



所以:COSφ=1.0时: u( )=sp=0.0039%,自由度 =m(n-1)=4×(10-1)=36
COSφ=0.5L时:u( )=sp=0.0041%,自由度 =m(n-1)=4×(10-1)=36
COSφ=0.5C时:u( )=sp=0.0037%,自由度 =m(n-1)=4×(10-1)=36
3.2不确定度分量u( )的评定
该不确定度分量来源于电能表标准装置的最大允许误差。电能表标准装置已经过上级检定合格,并经考核合格,其误差通常不会超过JJG597—2005《交流电能表标准装置检定规程》中表1规定的数值,另外,在JJG307—2006《机电式交流电能表检定规程》中的表6和JJG596—1999《电子式电能表检定规程》中的表13也对装置的最大允许误差作了明确规定。我们完全可以有理由认为,在装置使用过程中其实际误差一般不会超出该允许值,将装置的最大允许误差综合为表1,我们可以将电能表标准装置看作一个整体,其最大允许误差即可作为分布区间半宽的信息来源。
用0.1级电能表标准装置检定0.5级电能表,在额定电压和负载电流等于5A,功率因数为cosφ=1.0 时,由表1可知装置误差的绝对值认为不会超过0.1%,即分散区间的半宽为0.1%,在此区间可认为服从正态分布(k=3),则标准不确定度u( )=0.1%/3,估计Δu( )/u( )=0.1,其自由度 =50。
同理,在cosφ=0.5L时:标准不确定度u( )=0.15%/3;
cosφ=0.5C时:标准不确定度u( )=0.2%/3
3.3 修约导致的不确定度分量u(x)的评定
因为证书中给出的测量结果是化整后的测量结果,因此数据修约将产生不确定度,0.5级表的化整间隔为0.05%,即分散区间的半宽为0.025%,在此区间服从均匀分布( ),则标准不确定度u=0.025% ,其自由度 =∞。
4 合成标准不确定度及扩展不确定度的评定
(1) 灵敏系数
被检表相对误差数据修约产生的不确定度分量的灵敏系数为1。
(2) 各不确定度分量汇总及计算表
将各不确定度分量汇总为如表3.1、3.2、3.3所示,由表中数据可计算求得合成标准不确定度ucrel、有效自由度 和相对扩展不确定度U95rel。
各输入量估计值彼此不相关,合成标准不确定度按 计算。
有效自由度按 计算。
取置信概率p=95%,由 =72,查t分布表并将有效自由度值近似取整为50得到:k95=t95( )= t95(50)=2.01
表3.1 COSφ=1.0时各相对不确定度分量汇总及相对扩展不确定度计算值

表3.2 COSφ=0.5L时各相对不确定度分量汇总及相对扩展不确定度计算值

表3.3 COSφ=0.5C时各相对不确定度分量汇总及相对扩展不确定度计算值

5 不确定度的报告
对0.5级电能表误差测量结果的不确定度进行评定,得到如下测量不确定度报告:

□ 朔州市质量技术监督检验测试所 贺海梅