单相电子式电能表测量结果不确定度评定

摘要： 依据jjg596-1999《电子式电能表检定规程》，对重复测量引起的不确定度采用a类，对标准表溯源、标准表的年稳定度、标准表和被检表电压端电位差、功率源稳定度对测量结果的影响等引起的不确定度采用b类评定方法，通过合成标准不确定度，最终计算出扩展不确定度。

abstract： based on jjg596-1999 “electronic energy meter testing procedures”， this paper applied class a method to evaluate the uncertainty caused by repeated measurements， and used class b method to evaluate the uncertainty caused by traceable to standard tables， year stability of standard tables， the voltage terminal potential difference of standard table and seized table， power source stability， and finally calculated the expanded uncertainty by the combined standard uncertainty.

关键词： 电能；测量结果；不确定度

key words： electric energy；measurement；uncertainty

中图分类号：tm933.4 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）18-0322-02

1 概述

①测量依据：jjg596-1999《电子式电能表检定规程》；

②环境条件：温度（20±2）℃，湿度（60±15）%rh；

③计量标准：0.03级三相电能表检定装置，型号st9001d；

④被测对象：0.1%标准单相电能表，型号：st1101编号：193063。

2 数学模型

γ=■*100=γ■ （1）

式中：γ——电能表相对误差；

γ■——电能表装置上的相对误差；

e——电能示值；

e■——电能实际值。

3 不确定度传播律

由（1）式求得灵敏度系数为：c=？鄣γ/？鄣γ■=1

4 不确定度分析

使用陕西省计量科学研究院三相电能表检定装置，型号st9001d；精度0.03%，采用标准表法检定0.1%标准单相电能表，单相电能表型号：st1101编号：193063，进行了七天检测，检测点为：电压：220v，电流：5a，功率因数：1.0、0.5l、0.8c。

在重复性条件下，各进行7次测量，分别得到各相位的检定数据如表1。

4.1 a类不确定度

由于最后给出的结果是这7天测量结果的平均值，其a类不确定度u（r）就是这些平均值的标准偏差。其结果如表2所示。

4.2 b类不确定度

标准不确定度的b类不确定度主要由以下分量组成：标准表溯源的不确定度、标准表的年稳定度引入的不确定度、标准表和被检表电压端电位差的影响、功率源稳定度对测量结果的影响等。

b类标准不确定度为urel

u■=■

①标准表溯源的不确定度u1

溯源后校准证书给出测量结果的不确定度为0.005%（k=3），对标准表的误差加以修正，则u1分别为：

u1=0.005%÷3=17×10-6

②标准表的年稳定度引入的不确定度u2

仅有两次数据，两次数据的差r=0.01%，则

u2=r/c=0.01%÷1.13=88×10-6

③标准表和被检表电压端电位差的影响u3

用数字电压表测得标准表和被检表电压高端电位差和低端电位差之和为0.2mv，那么相对所测试点的输入电压的比值就是该点的电位差引起的不确定度。输入电压为100v，则u3=0.2÷100÷1000=2×10-6

④功率源稳定度对测量结果的影响u4

t时间内功率源的稳定度可用统计的方法得到，采用试验标准差来表示：s=■■

式中：p■-第i次测量的功率读数（i =1，2，3…n）；

■-n次功率读数的平均值；

n-测量次数，n≥20。

实验中取样间隔为20s，共测20次，据上式得：

u4=6.8×10-6

⑤标准不确定度

b类标准不确定度为urel=0.9×10-4

4.3 合成不确定度

b类标准不确定度为urel，a类的标准不确定度为u（r）

合成不确定度为u■=■

扩展不确定度ur等于合成不确定度uc和包含因子k的乘积，k取2，所以扩展不确定度ur=uc×2，见表4。

5 测量不确定度报告

陕西省计量科学研究院使用三相电能表检定装置检测，型号：st1101编号：193063单相电能表。

①220v，5a，cos？准=1.0时，测量结果相对误差：r1.0=

-0.015%，测量结果扩展不确定度为ur=1.8×10-4（k=2）；

②220v，5a，cos？准=0.5l时，测量结果相对误差：r0.5l=

-0.007%，测量结果扩展不确定度为ur=1.8×10-4（k=2）；

③220v，5a，cos？准=0.8c时，测量结果相对误差：r0.8c=

-0.018%，测量结果扩展不确定度为ur=1.8×10-4（k=2）。

参考文献：

[1]jjg596-1999，电子式电能表检定规程[s].北京：中国计量出版社，1999.

[2]jjf1059-1999，测量不确定度评定与表示[s].北京中国计量出版社，1999.

[3]jjg597-2005，交流电能表检定装置检定规程[s].北京：中国计量出版社，2005.