电子式单相电能表示值误差测量结果不确定度评定

盛晓玲

（招远市检验检测中心，山东烟台 265400）

0.概述

（1）目的：评定单相电子式电能表示值误差测量结果不确定度。（2）测量依据：JJG596-2012《电子式电能表检定规程》[1-2]。（3）环境条件：温度21℃，相对湿度56%。（4）测量标准：单相电能表检定装置，型号CL1001F-24。（5）被测对象：5（60）A单相电子式电能表。（6）测量过程：标准装置输出一定功率给被检表，并对被检表进行采样积分，得到的电能值与装置输出的电能值相比较，得到被检表在该功率时的相对误差。（7）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评定方法。

1.数学模型

γH=γWO

式中，γH是被检表的相对误差；γWO是单相电能表标准装置上测得的相对误差。

2.输入量的标准不确定度的评定

输入量的标准不确定度u的来源主要有两方面：（1）在重复条件下由被测电能表测量不重复引起的不确定度分量uA，采用A类评定方法；（2）标准电能表标准装置的误差引起的不确定度分量uB，采用B类评定方法[3]。

2.1 标准不确定度分量uA的评定

该不确定度分量主要是由于被检电能表的测量不重复引起的，在温度为21℃，相对湿度56%的环境条件下，在电源电压为220V，功率因数分别为1.0、0.8C、0.5L时下取30A、5A、0.5A三个测量点分别进行10次测量，得到被检表相对误差（%）如下。

功率因数1.0，负载电流0.5Imax (30)A ：-0.09678、-0.09428、-0.08804、-0.08555、-0.08430、-0.08492、-0.08367、-0.08555、-0.08056、-0.08243。功率因数0.8C，负载电流Ib(5)A :-0.06234、-0.05672、-0.06346、-0.06046、-0.06421、-0.06046、-0.05934、-0.06421、-0.06720、-0.06533。功率因数0.5L，负载电流0.1 Ib(0.5)A：-0.09939、-0.11661、-0.10179、-0.10770、-0.11631、-0.10950、-0.09348、-0.10643、-0.11376、-0.12536。

相对误差的平均值分别为：

用贝塞尔公式计算得其标准偏差分别为：

实际测量10次，其平均值的标准差为：

故各校准点的不确定度A类分量uA分别为：

2.2 标准不确定度分项uB的评定

2.2.1 单相标准功率电能表的影响

0.05级单相标准电能表不确定度估算分量uB1，在功率因数为 cosφ=1.0、cosφ=0.5（L）、cosφ=0.8（C）时，其综合误差限分别为±0.05%、±0.07%、±0.07%(参照JJG597-2005)，区间半宽分别为a=0.05%、a=0.07%、a=0.07%，按均匀分布计算，包含因子，其引入的不确定度分量分别为[4]：

2.2.2 单相电能表检定装置的影响

0.1级电能表检定装置（含接线等）对检定结果引起的误差为：0.1%，符合均匀分布，取，则

2.2.3 脉冲输出的影响

2.2.4 误差修约的影响

由误差修约产生的不确定度估算分量uB4为：电能表修约间隔为0.05%，则半宽为0.025%，服从均匀分布，其包含因子，则

2.2.5 标准电能表分辨力的影响

标准电能表的分辨力为0.01%，则由标准电能表分辨力引起的不确定度分量为[5]：

uB5=0.29×0.01%=0.0290%

则B类合成不确定度

在cosφ=1.0点

在 cosφ=0.5（L）和 cosφ=0.8（C）点

3.测量不确定度汇总

各不确定度传播系数都为1。

（1）A类不确定度。

（2）B类不确定度。

1）标准电能表影响：1.0 0.5Imax (30)A ：0.0289%；0.8C Ib(5)A、0.5L 0.1 Ib(0.5)A ：0.0404%。2）检定装置影响：0.0577%。3）光电控制影响：0.0115%。4）误差修约影响：0.0144%。5）分辨力影响：0.0290%。

4.合成标准不确定度

考虑到各分量不相关，则各校准点的合成标准不确定度为：

5.扩展不确定度

取包含因子k=2，则各校准点的扩展不确定度分别为：

用同样的方法得各校准点的扩展不确定度，各校准点的相对误差及其扩展不确定度见表1。

表1 各校准点的相对误差及其扩展不确定度汇总表