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[摘 要]在计量检测中,分析并评定测量不确定度工作是至关重要的,它显现了测量值分散性的误差,是测量的测量结果和不确定度之间的有效参考数据。本文仔细分析了测量中的不确定度基本概念,以及分析了测量不确定度在电学计量检测中的实际应用情况,希望通过本文的简述能够提高计量人员对测量不确定度的理解,并适当的使用测量不确定度的方法运用到实际计量工作中。
[关键词]电学计量;误差测量;不确定度评定
中图分类号:TB9 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)20-0164-01
引言
随着计量标准考核工作越来越制度化、规范化,相应的计量标准也得到了改进。在计量考核工作中测量不确定度一个重要的组成部分。通过加强对不确定度的分析和认识,能够有效的提高计量检测的准确性。
1、测量不确定度
测量不确定度是测量结果的有效参数之一。为了测量不确定度,建立了给定倍数的标准差值,并给出了固定值的半宽度值。由各种组成分量构成了测量不确定度的参数,其获得不确定值的方法多种多样。在获取的不确定度值时,充分考虑各种变化对测量结果引起的各种修正变化,特别是处于统计控制状态下的测量工作,也就是说,在对同一计量检定进行多次测量,测量的分散性结果数据根据贝塞尔公式来计算。此外,测量结果和测量不确定度是一个密切相关的参数,同时也是测量结果显示的一个比较重要的方面,在测量结果报告中应该和测量结果同时出现。
测量不确定度的不确定性反映在测量结果的可靠性和不肯定程度以及测量结果的误差,并且以一种参数的形式反映测量结果的质量。因此会受到各种测量因素和人为因素的影响,所得到的测量值具有分散性的特点。每次测量数据的结果是不一样的,是按照一定的概率和规律性的分布在一个数值区间,所以这种概率也有一定的分散特性。根据测量不确定度的分散特征,反映出测量值的分散性参数,进一步确定测量结果数据和真实值的接近程度。为了表征化这种分散特性,测量不确定度是使用标准偏差或标准差数据值来表示的。在实际应用中,可以利用测量的不确定度来计算测试结果的置信区间,从而可以利用置信区间的半宽度和测量不确定度的标准偏差来表示。
2、测量不确定度与测量误差
人们常常混淆不确定度和误差,但是不确定度和误差之间是不同的但又是相关的。误差理论有其独特的理论体系,它以概率论和线性代数以及微积分变换作为数学计算的基础,将标准偏差作为误差分析的基本技术,这些同样也是测量不确定度的理论基础,其研究方法是相似的。从本质上讲,不确定度是基于误差理论产生和发展的,分析方法与计算方法基本相同。两者的区别体现在两者的定义,测量误差是测量结果反映值和真值之间的差异程度,测量不确定度反映了测量数据值的分散性,并通过分析测量分散性数据进行评定分析,从而得到了数值区间。
在操作中,不确定度反映出测量值分散的数据,在分析和评定的过程中,根据数据参考和实验结果以及经验分析来大致确认定定值,此种评价方法容易收到测量人员理解程度和专业水平的影响。测量不确定度和误差一样,是一个不代表真实值的估值,不能用来修正量值。误差反映了实测值与实际值的偏差程度,也不能準确反映实际值。但误差不受外界人为因素的影响,是一种较为客观的现象,根据测量的性质可以分类为多种个体化,在某些情况下甚至可以修正测量。
3、电学计量
计量是一种更精确、更可靠的科学测量方法,它是为了达到一定的标准而存在的,从我们传统的意识中,测量被认为是与测量不确定度有关的标准测量,和测量结果的置信度紧密相关。而电学计量是使用有关电气设备开始进行计量的一门科学,因为具有灵敏度较高以及信号容易传播等优点,已经被广泛应用于现代生产和生活中。
4、电学计量中测量不确定度评定的应用
(1)接地电阻测试仪电阻示值误差:在需要进行数个实验的情况下,对接地电阻测试仪的电阻示值误差进行测量不确定度评定,其中更为常见的接地电阻测试仪是HL6625型,电阻箱采用ZX128型高功率低阻箱。还需要设计相关的测量电路线路图,并选择5点检定,在输出电流稳定之后,得出的该接地电阻测试仪实际电阻标记为R0,从查阅相关的线路图得知:r=R0-R,R表示为一个标准的电阻值,r表示为示值误差值。所以从而可以得知整体的不确定度很大程度上是由输入量的不确定度决定的。把相关的数据带入到相应的数学模型函数中就可以计算出其的不确定度。
为了减少因为人工操作所造成的误差,必须进行超过5组以上的实验,进行共同的分析比较,得出了更精确的接地电阻测试仪误差测量结果的不确定度。
(2)接地电阻测试仪电流示值误差:和电阻值误差的测量不确定度平度比较相似还有电流当前示值误差的测量不确定度评定,它也一样需要建立相关的数学模型,r=I-IO=I-V/R,I为当前电流显示值,r为示值误差,IO表示为输入输出电流实际值,V则表示为电压表上的电压值。对电流示值误差的测量不确定度评定也一样还需要测量超过5组数据,对于数据完成之后,进行其合成不确定度的评定以及其标准不确定度评定,这种合成不确定度需要用平方或是方根的方法来进行合成,不能够使用代数方法直接合成,以免造成相关的实验数据出现错误。
(3)泄漏电流测量仪电压示值误差测量结果:在进行对漏电电流测量仪的电压示值误差的测量结果的不确定度评定的时候,使用一个型号为HL6626漏电电流测量仪,而且实验对其测量环境也有一定程度的要求,具体可以咨询相关实验室标准,和前两组测试不同的是,这个测试至少需要测量超过10组的数据,即需要确保至少10个实验点,并确保对测试电压调整应该保持在同一步调上。
在评定电压示值误差测量结果的不确定度过程中,需要在一定误差范围内控制检测仪器的输出电压,不可以太大,引起测试结果出现了偏差,一般情况下其控制范围为±5%。和前两个测试一样,它也需要建立相关的数学模型:r=V-V0,电压仪器上的电压值为V,实际的电压值表示为V0,电压示值误差r。在上述描述中,主要是由输入的测量不确定度决定误差的测量不确定度,而且输入量的不同分量也一样需要进行分别评定不确定度。通过相关数据之间的计算和联系,对测量结果进行了分析,得出了漏电测量仪器电压示值误差测量结果的不确定度评定综合性的报告。
5、结束语
综上所述,本文基于通过研究测量不确定度评定,描述其在电力计量中的扩展应用,了解其进行评定的可靠性、准确性和其他因素会影响电力计量的优缺点。本文更多的研究测量的不确定度评定在电学计量中的应用,其应用可以用来帮助电学计量现场解决一些基本问题,并带来更大的经济效益,日后需要相关专家进行加强研究,强调了解其在电力计量方面的发展,并科学有效的进行扩展延伸,促使其更广泛的应用在其他行业领域,为企业带来更大的社会效益与经济利益,同时可以更好的为人民服务。
参考文献
[1] 翟英俊.论测量不确定度在计量检定中的简化应用[J].现代经济信息.2012(07).
[2] 彭先洪,刘磊,梁国杰,张贵荣.纳伏电压标准装置测量不确定度分析与评定[J].计量与测试技术,2017(03).
[关键词]电学计量;误差测量;不确定度评定
中图分类号:TB9 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)20-0164-01
引言
随着计量标准考核工作越来越制度化、规范化,相应的计量标准也得到了改进。在计量考核工作中测量不确定度一个重要的组成部分。通过加强对不确定度的分析和认识,能够有效的提高计量检测的准确性。
1、测量不确定度
测量不确定度是测量结果的有效参数之一。为了测量不确定度,建立了给定倍数的标准差值,并给出了固定值的半宽度值。由各种组成分量构成了测量不确定度的参数,其获得不确定值的方法多种多样。在获取的不确定度值时,充分考虑各种变化对测量结果引起的各种修正变化,特别是处于统计控制状态下的测量工作,也就是说,在对同一计量检定进行多次测量,测量的分散性结果数据根据贝塞尔公式来计算。此外,测量结果和测量不确定度是一个密切相关的参数,同时也是测量结果显示的一个比较重要的方面,在测量结果报告中应该和测量结果同时出现。
测量不确定度的不确定性反映在测量结果的可靠性和不肯定程度以及测量结果的误差,并且以一种参数的形式反映测量结果的质量。因此会受到各种测量因素和人为因素的影响,所得到的测量值具有分散性的特点。每次测量数据的结果是不一样的,是按照一定的概率和规律性的分布在一个数值区间,所以这种概率也有一定的分散特性。根据测量不确定度的分散特征,反映出测量值的分散性参数,进一步确定测量结果数据和真实值的接近程度。为了表征化这种分散特性,测量不确定度是使用标准偏差或标准差数据值来表示的。在实际应用中,可以利用测量的不确定度来计算测试结果的置信区间,从而可以利用置信区间的半宽度和测量不确定度的标准偏差来表示。
2、测量不确定度与测量误差
人们常常混淆不确定度和误差,但是不确定度和误差之间是不同的但又是相关的。误差理论有其独特的理论体系,它以概率论和线性代数以及微积分变换作为数学计算的基础,将标准偏差作为误差分析的基本技术,这些同样也是测量不确定度的理论基础,其研究方法是相似的。从本质上讲,不确定度是基于误差理论产生和发展的,分析方法与计算方法基本相同。两者的区别体现在两者的定义,测量误差是测量结果反映值和真值之间的差异程度,测量不确定度反映了测量数据值的分散性,并通过分析测量分散性数据进行评定分析,从而得到了数值区间。
在操作中,不确定度反映出测量值分散的数据,在分析和评定的过程中,根据数据参考和实验结果以及经验分析来大致确认定定值,此种评价方法容易收到测量人员理解程度和专业水平的影响。测量不确定度和误差一样,是一个不代表真实值的估值,不能用来修正量值。误差反映了实测值与实际值的偏差程度,也不能準确反映实际值。但误差不受外界人为因素的影响,是一种较为客观的现象,根据测量的性质可以分类为多种个体化,在某些情况下甚至可以修正测量。
3、电学计量
计量是一种更精确、更可靠的科学测量方法,它是为了达到一定的标准而存在的,从我们传统的意识中,测量被认为是与测量不确定度有关的标准测量,和测量结果的置信度紧密相关。而电学计量是使用有关电气设备开始进行计量的一门科学,因为具有灵敏度较高以及信号容易传播等优点,已经被广泛应用于现代生产和生活中。
4、电学计量中测量不确定度评定的应用
(1)接地电阻测试仪电阻示值误差:在需要进行数个实验的情况下,对接地电阻测试仪的电阻示值误差进行测量不确定度评定,其中更为常见的接地电阻测试仪是HL6625型,电阻箱采用ZX128型高功率低阻箱。还需要设计相关的测量电路线路图,并选择5点检定,在输出电流稳定之后,得出的该接地电阻测试仪实际电阻标记为R0,从查阅相关的线路图得知:r=R0-R,R表示为一个标准的电阻值,r表示为示值误差值。所以从而可以得知整体的不确定度很大程度上是由输入量的不确定度决定的。把相关的数据带入到相应的数学模型函数中就可以计算出其的不确定度。
为了减少因为人工操作所造成的误差,必须进行超过5组以上的实验,进行共同的分析比较,得出了更精确的接地电阻测试仪误差测量结果的不确定度。
(2)接地电阻测试仪电流示值误差:和电阻值误差的测量不确定度平度比较相似还有电流当前示值误差的测量不确定度评定,它也一样需要建立相关的数学模型,r=I-IO=I-V/R,I为当前电流显示值,r为示值误差,IO表示为输入输出电流实际值,V则表示为电压表上的电压值。对电流示值误差的测量不确定度评定也一样还需要测量超过5组数据,对于数据完成之后,进行其合成不确定度的评定以及其标准不确定度评定,这种合成不确定度需要用平方或是方根的方法来进行合成,不能够使用代数方法直接合成,以免造成相关的实验数据出现错误。
(3)泄漏电流测量仪电压示值误差测量结果:在进行对漏电电流测量仪的电压示值误差的测量结果的不确定度评定的时候,使用一个型号为HL6626漏电电流测量仪,而且实验对其测量环境也有一定程度的要求,具体可以咨询相关实验室标准,和前两组测试不同的是,这个测试至少需要测量超过10组的数据,即需要确保至少10个实验点,并确保对测试电压调整应该保持在同一步调上。
在评定电压示值误差测量结果的不确定度过程中,需要在一定误差范围内控制检测仪器的输出电压,不可以太大,引起测试结果出现了偏差,一般情况下其控制范围为±5%。和前两个测试一样,它也需要建立相关的数学模型:r=V-V0,电压仪器上的电压值为V,实际的电压值表示为V0,电压示值误差r。在上述描述中,主要是由输入的测量不确定度决定误差的测量不确定度,而且输入量的不同分量也一样需要进行分别评定不确定度。通过相关数据之间的计算和联系,对测量结果进行了分析,得出了漏电测量仪器电压示值误差测量结果的不确定度评定综合性的报告。
5、结束语
综上所述,本文基于通过研究测量不确定度评定,描述其在电力计量中的扩展应用,了解其进行评定的可靠性、准确性和其他因素会影响电力计量的优缺点。本文更多的研究测量的不确定度评定在电学计量中的应用,其应用可以用来帮助电学计量现场解决一些基本问题,并带来更大的经济效益,日后需要相关专家进行加强研究,强调了解其在电力计量方面的发展,并科学有效的进行扩展延伸,促使其更广泛的应用在其他行业领域,为企业带来更大的社会效益与经济利益,同时可以更好的为人民服务。
参考文献
[1] 翟英俊.论测量不确定度在计量检定中的简化应用[J].现代经济信息.2012(07).
[2] 彭先洪,刘磊,梁国杰,张贵荣.纳伏电压标准装置测量不确定度分析与评定[J].计量与测试技术,2017(03).