20交直流电流表、电压表、功率表检定装置

第1页共15页计量标准技术报告计量标准名称交直流电流表、电压表检定装置建立计量标准单位仪征市计量管理所计量标准负责人盛昌祥筹建起止日期1990年12月第2页共15页说明1.申请建立计量标准应填写《计量标准技术报告》。计量标准考核合格后申请单位存档。2.《计量标准技术报告》由计量标准负责人填写。3.《计量标准技术报告》用计算机打印或墨水笔填写，要求字迹工整清晰。第3页共15页目录一、建立计量标准的目的……………………………………………………（4）二、计量标准的工作原理及其组成………………………………………（4）三、计量标准器及主要配套设备…………………………………………（5）四、计量标准的主要技术指标……………………………………………（6）五、环境条件………………………………………………………………（6）六、计量标准的量值溯源和传递框图……………………………………（7）七、计量标准的重复性试验………………………………………………（8）八、计量标准的稳定性考核………………………………………………（9）九、检定结果的测量不确定度评定………………………………………（10）十、检定结果的验证………………………………………………………（14）十一、结论…………………………………………………………………（15）十二、附加说明……………………………………………………………（15）第4页共15页一、建立计量标准的目的根据我市经济发展需要，为适应企事业单位量值传递及检定工作要求，加强计量器具管理，拟建立该项计量标准。二、计量标准的工作原理及其组成1交直流电压表检定原理：采用直接比较法。2直流电流表检定原理：采用直接比法交直流电压源数字式电压表被检电压表直流电流源被检直流电流表数字电流表第5页共15页三、计量标准器及主要配套设备计量标准器名称型号测量范围不确定度或准确度等级或最大允许误差制造厂及出厂编号检定证书号多功能校准仪DO30-J0~1000V0~5AAC±0.5DC±0.2%潍坊华祺仪器厂04289免检主要配套设备多功能校准仪DO30-J0~1000V0~5AAC±0.5DC±0.2%潍坊华祺仪器厂04289免检电子秒表SJ9-1上海手表五厂EL200900069兆欧表ZC25-30~500mΩ10级上海第六电表厂1-4411200900070第6页共15页四、计量标准的主要技术指标1.扩展不确定度：直流U95=1.48×10-2veff=40;交流U95=6.6Vveff=502.测量重复性：≤0.08%3.测量范围：(1)直流电流(0.01～30)A，交流电流：(0.05～100)A(2)直流电压200mV～1000V，交流电压：(0～600)V五、环境条件项目要求实际情况结论温度（23±2）℃符合要求合格湿度40%～60%符合要求合格第7页共15页六、计量标准的量值溯源和传递框图电流、电压表检定装置量传图*上级计量标准本所计量标准工作计量器具电流表0~5A1-5级电压表0~1000V1-5级万用表0~5A0~1000V1-5级多功能校准仪0~1000V0~5AAC±0.5%DC±0.2%直接测量直接测量7075数字多用表0~1000V0~5A0.002%第8页共15页七、计量标准的重复性试验1选择一稳定的被测对外象，在短时间内用被考核的计量标准重复测量n次，计算测量值的实验标准差1)(21nxxSnii。2选用一块稳定的电压表型号为ITI-V、精度为1.5级编号为0162，在450V点重复条件下10次测量所得结果见下表：0.056S==0.08%9该装置测量重复性符合要求12345678910Xi%-0.5-0.4-0.6-0.4-0.5-0.5-0.6-0.4-0.5-0.4V=Xi-x-0.02+0.08-0.12+0.08-0.02-0.02-0.12+0.08-0.02+0.08V20.00040.00640.01440.0640.0040.0040.01440.0640.0040.064第9页共15页八、计量标准的稳定性考核计量标准器名称名义值允许变化量上级法定计量检定机构检定数据或自我对比数据结论08年7月09年7月变化量FLVKE45数字式多用表10V0.025%+210.00110.0000.001合格第10页共15页九、检定结果的测量不确定度评定（一）直流电流测量不确定度的评定1.概述1.1测量依据：JJG124-1993《电流表、电压表、功率表及电阻表检定规程》1.2测量环境条件：环境温度(20±3)℃，相对湿度40%～60%1.3测量标准：F452.数模型Δ=Ix-IN(1)式中：Ix—被测直流电流表示值；IN—直流电流的实际值3.标准不确定度的评定根据数学模型被测直流电流表示值误差测量结果的不确定度将取决于输入量Ix的不确定度。这里以测量2.5A量程上限值2.5A为例对于3个输入量的标准不确定度进行评定。3.1标准不确定度u(Ix)的评定输入量Ix的标准不确定度u(Ix)的来源主要是被测直流电流表的测量不重复引起，采用A类方法。考虑到在重复性条件下所得的测量列的分散性包含了直流电流源的稳定度，调节细度及读数误差所引起的不确定度，故不另作分析。对1T1-A型电流表2.5A上限，连续独立测量10次，每次均重新调整零位，得到测量列为2.504,2.505,2.504,2.505,2.504,2.505,2.504,2.505,2.505,2.503x=2.504A单次实验标准差S=A1)(101nxxii=6.7×10-3再任意选取3台相同等级，型号、规格的直流电流表。每台对2.5A点在重复性条件下进行10次独立测量，获得4组测量值，每组测量分别按上述方法计算得到单次实验标准差见下表4组实验标准差计算结果实验标准差6.7×10-37.0×10-37.1×10-37.6×10-3则合并样本标准差SP=msi/2=7.1×10-3AIx=7.1×10-3A自由度ν(Ix)=m(n-1)=4×(10-1)=363.2标准不确定度u(VN)的评定输入量VN标准不确定度u(VN)主要由标准数字多用表误差引起的，采用B类方法进行评定。标准数字多用表上级检定合格，制造厂说明书给出10A量程最大允许示值误差为e2=±(0.008×读数+8个字)。测量2.5A(R为0.1Ώ)时第11页共15页九、检定结果的测量不确定度评定e2=(0.2%+7)A，半宽度a2=2×10-3V,在区间内为均匀分布，包含因子k1=3则u(IN)=a2/k1=2×10-3/3=1.2×10-3估计∆u(VN)/u(VN)=0.1,其自由度ν(VN)=50由于数字多用表在测量10A时，其分辨力为1×10-3A，所以由分辨力引起的不确定度和数字多用表最大允许差引起的不确定度相比可忽略。4.合成标准不确定度的评定4.1灵敏系数由数学模型Δ=Ix-IV可得灵敏系数C1=∂∆/∂Ix=14.2合成标准不确定度汇总表不确定度来源标准不确定度Ci|Ci|U(xi)νU(Ix)被测表测量不重复7.1×10-3A17.1×10-336ν数字多用表误差1.2×10-301.2×10-3504.3合成标准不确定度uc(∆)的估算输入量Ix、VN与RN彼此独立不相关，所以合成标准不确定为uc2(∆)=[(∂∆/∂Ix)U(Ix)]2+[(∂∆/∂VN)U(VN)]2=[C1U(Ix)]2+[C2U(VN)]2uc(∆)=7.12+1.22×10-3=7.3×10-34.4合成标准不确定度的有效自由度νeƒƒ=Uc4(∆)/｛[c1U(Ix)]4/νIx+[c2U(VN)]4/ν(VN)=7.33/-(2.13/36+1.23/50=405.扩展不确定度的评定取置信概率p=95%νeƒƒ=40查t分布k95=t95(νeƒƒ)=t95(40)=2.02扩展不确定度U95为U95=k95uc(∆)=2.02×7.3×10-3A=1.48×10-2A6.不确定度的报告测量5A时，其示值误差测量结果的扩展不确定度为U95=1.48×10-2Aveƒƒ=40第12页共15页九、检定结果的测量不确定度评定（二）交流电压（电流）测量不确定度的评定1数学模型△V=V-VN式中：△V—被测电压表示值误差V—被测电压表示值VN—标准数字多用表直流电压读数2输入量的标准不确定度的评定2.1输入量V的标准不确定度u(V)的评定取一台1.5级的1T1-V的交流电压表，选择150V量程，对该表指针指向150V分度线的直流电压表连续测量10次，得到测量列：150.04,150.05,150.06,150.06,150.05,150.05,150.05,150.06,150.07,150.05V=150.05V单次实验标准差S=1/)(2nVVi=7.2×10-2V再任选8只同样类型同级别的直流电压表，在150V量程，对指针在150V分度线的直流电压值，各重复条件（测量设备、环境条件、方法相同，时间、人员不同）下连续测量10次，分别测得九组测量列，按上述方法计算单次试验标准差如下：电压150V150V150V实验S17.2×10-2S26.9×10-2S38.4×10-2标准S47.1×10-2S57.8×10-2S68.3×10-2方差S77.3×10-2S87.3×10-2S97.5×10-2则合并样本标准差Sp为mijSm12/1=7.6×10-2u(V)=Sp=7.5×10-2V自由度v1为v1=mieffv1=9×（10-1）=812.2输入量VN的标准不确定度u(VN)的评定标准数字多用表经上级传递合格，制造说明书上交流电压0-1000V，量程最大误差为±0.5%,故在测量150V，允差e=±0.5%×150V=7.5V,半宽度a=±7.5V，在区间内可以认为服从均匀分布，包含因子k=3，则u(VN1)=a/k=4.3估计△u(VN1)/u(VN1)=0.1，自由度v2为503合成标准不确定度的评定3.1灵敏系数数学模型△V=V-VN灵敏系数c1=1/VVc2=1/NVV第13页共15页九、检定结果的测量不确定度评定3.2合成标准不确定度的估算输入量V与VN彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式得到：uc2(△V)=[VV/·u(V)]2+[NVV/·u(VN)]2=[c1u(V)]2+[c2u(VN)]2uc(△V)=(4.3)2+(0.5)2=4.23.3合成标准不确定度的有效自由度veffveff=4.3/0.5/81+4.2/50=30.74扩展不确定度的评定取置信概率p=95%,veff=50,查t分布表并将有效自由度近似取整为50，得到kp=tp(50)=2.01扩展不确定度为U95=k95uc(△V)=2.01×4.3=6.6V5测量不确定度的报告与表示1.5级1T1交流电压表在150V量程在150V分度线，频率为50HZ时，示值误差测量结果的扩展不确定度为U95=6.6Vveff=50同理可得：型号为1T1-A量程为2.5A、5A，准确度为1.5级的交直流电流表，在测量5A时其示值误差的测量扩展不确定度为U95=1.48×10-2veff=50第14页共15页十、检定结果的验证方法：1.用被考核的计量标准测量一稳定的被测对象，然后将该被测对象用另一套更高级的计量标准进行测量。计算：被考核计量标准和高一级计量标准进行测量时的扩展不确定度（k=2）分别为U和U0，它们的测量结果分别为y和y0,则应满足：︱y-y0︱≤202UU当U0≤3U成立时被检表：1T1-V1.5级别NO：111326制造厂：南通电表厂本级标准：FLVKE-45测量不确定度为高一级标准：2002数字式多用表的测量不确定度为1.2×10-4测试点：直流100V，50V测试结果：被检表50V100V本标准检定结果b50.02100.04高一级标50.02100.0455差值︱y-y0︱0.0010.005︱y-y0︱≤(1.48×10