电三表计量标准技术报告.pdf

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1、一、计量标准的工作原理及其组成一、计量标准的工作原理及其组成原理：用 标准数字表法。直 流稳压源、稳 流源提供稳定的电压、电 流信号，加 到电表校验装置，通 过电流、电 压调整器，分 别调整电流、电 压至被检各标称值，同 时由标准数字源读取标准电压、电流值（电流通过标电阻转换为电压） ，被检表标称值与标准数字表读数之差，即为被检表的误差。 220V交流稳压源直流稳压源电表校验装置被检标准直流稳流源表数字表二、选用的计量标准器及主要配套设备二、选用的计量标准器及主要配套设备不确定度或准确度等级或最大允许误差DCV:级ACV:级DCI:级ACI:级DCV：级计量标准器主要配套设备名称型号测量范围制

2、造厂及出厂编号KEITHLEY;0941965日本横河；0772深圳市雷力特电测仪器公司；0083上海电表厂；800549 等上海第六电表厂;11-0666日本横河；52BD3041上海电表厂；76检定证书号数字万用表20100-600V数字万用表75520-600V0-20A0-600V0-20AACV：级DCI：级ACI：级三相指示仪表电能校验装置LLT-801级标准电阻绝缘电阻表直流标准电压电流源BZ3 BZ6级ZC25B-401000V0-10V0-100mA0-30A级2553级2002153直流稳流源JWL-30级直流稳压源温湿度计直流电表校验台YJ460-300V0100RH-2

3、0400-600V 0-30AWHM5上海沪光仪级器厂；118，046天津气象海分度值1%RH洋仪器厂；195835级上海电表厂；012常州市扬子电子公司；70-711XUJ203003049耐压测试仪YD26703kV5 级三、计量标准的主要技术指标三、计量标准的主要技术指标交直流电压、电流、功率表检定装置的主要技术指标如下表所示准确度等级名称型号DCV:级 ACV:级数字万用表2010DCI:级ACI:级级直流标准电压电流源2553级标准电阻BZ6 BZ3三相指示仪表电能校级LLT-801验装置四、环境条件项 目温 度湿 度工作面积防尘、防震、防腐要求23140-60%15m良好2实际情况

4、23140-60%20m良好3结论合格合格合格合格五、计量标准的量值溯源图五、计量标准的量值溯源图上级社会公用计量标准标准数字源检定装置DCV，ACV：0-1100VDCA，ACI 0-11A，R：0-100MDCV：% ACV：%DCI： % ACI：%R：%比较法乌石化最高计量标准交直流电压、电流、功率表检定装置 0-30A 0-600VDCV:U95=% DCI:U95=%，ACI: U95=%ACI:U95=%，P: U95=%，（eff=）数字表法工作用计量器具电 流 表030A级及以下功 率 表0600V030A级及以下指 针 式频 率 表0400V4070Hz级及以下电 压 表0

5、600V级及以下六、计量标准的测量重复性考核六、计量标准的测量重复性考核选在用标准数字表 2501A，选用 1 台编号为的 T24-V 电压表 1 台，在装置正常的条件下，等精度测量10 次，各次测量值如下：序号2 V=Xi-X测量值（V）V12345678910V2X标准偏差：S=V2n1 =-6 Sr= /100 = 10由于该装置的测量不确定度U95%故该标准测量重复性符合要求。七、计量标准的稳定性考核七、计量标准的稳定性考核根据要求， 在 1 年时间里分别对编号为的T24-V 电压表 在 150V 点进行测量， 每次测量的间隔均大于1 个月，测量日期和结果见下表：考核时测量值间2002

6、 年 3 月 31 日2002 年 6 月 24 日2002 年 9 月 22 日2002 年 12 月 29 日测量次数12345678910X则稳定性考核值为|格相对值=150100%=%U95 %故该标准测量时稳定性符合要求。八、测量不确定度评定八、测量不确定度评定直流电流部分不确定度评定直流电流部分不确定度评定1 1 概述概述测量依据测量依据 JJG 124-1993JJG 124-1993 电流表、电压表、功率表及电阻表检定规程电流表、电压表、功率表及电阻表检定规程测量环境条件：环境温度（ 231），相对湿度（ 40-60）%RH.测量标准：数字多用表： 型号 2501A ， 量程

7、DC 1mV-1000V, 最大允许示值误差（直流 10V 量程（%*读数+8 字）直流标准电阻型号 BZ3 标称值准确度级别被测对象：直流电流表型号 D4 量程 5A 准确度级别测量过程：采用标准数字多用表和标准电阻作标准来测量模拟指示直流电流表示值误差。将直流电阻与被测直流电流表相串联调节电流源使被测表指针对准某分度线（示值） ，用标准多用数字表测量标准电阻电位端上的电压降值，按照欧姆定律将电压降除以标准电阻值即得出被测电流实际值。被测电流表实际值减去实际值即为示值误差。评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，一般可直接使用不确定度的评定方法。其中5A 点可直接使用本不确定度的评定结果。2

8、 2 数学模型数学模型 = IX- IN = IX - VN/ RN:IX：被测电流表示值 VN：数字多用直流电压的读数 RN： 直流电流的实际值3 3 传播系数传播系数 c(Ix)= f/ Ix=1; c(VN)= f/ VN=-1/RN=-10 (RN=);4 4 各标准不确定度分量计算各标准不确定度分量计算调节器调节细度引起的标准不确定度 u1调节器调节细度为 e1=%,属 均匀分布，覆盖因子 k=3 u1=e1/k=%自由度为：1= 电流源稳定度引起的标准不确定度 u2电流源稳定度为： e2=%,属均匀分布，覆盖因子 k=3u2=e1/k=%自由度为：2= 标准数字万用表的标准不确定度

9、标准数字万用表准确度引起的标准不确定度u32501A 标准数字万用表 mV 档的误差限为： e3 =%1d属均匀分布，覆盖因子 k=3-2八、测量不确定度评定八、测量不确定度评定u3=e3/k=% 其自由度为：3= 标准数字万用表分辨力的不确定度 u3 2501A 标准数字万用表直流 mV 档的分辨力:e3=属均匀分布，覆盖因子 k=3按半宽计算： u3=e3/2k=%其自由度为：3= 合成标准数字万用表的标准不确定度 u3 u3=u3+u3 u3=%其自由度为：3= 直流标准电阻的标准不确定度 u4直流标准电阻的准确度 e4=%属均匀分布，覆盖因子 k=3 u4=e4/k=%其自由度为：4=

10、 测量重复性的不确定度 u5本实验以检定满刻度点（ 100 格）为例，进行 10 次测量，所得数据如下：实验标准差： S=% u5=S(V)=S/10=%其自由度为：5=10-1=95 5 标准不确定度一览表标准不确定度一览表标准不确定度分量 u（Xi）U1U2U3U4U5调节器调节细度引入的不确定度电流源稳定度引入的不确定度标准数字万用表的标准不确定度标准电阻准确度引入的不确定度读数重复性误差引入的不确定度不确定度来源标准不确定度值u（Xi）%k自由度2223333396 6 合成标准不确定度合成标准不确定度 uc=u1+u2+u3+u4+u5 uc=%7 7 有效自由度有效自由度eff22

11、2222uc44(i1n5ui)i8 8 扩展不确定度扩展不确定度取置信概率 p=95% , 由eff= 查表得 k=U95=kuc=%直流电压部分不确定度评定直流电压部分不确定度评定1 1 概述概述测量依据测量依据 JJG 124-1993JJG 124-1993 电流表、电压表、功率表及电阻表检定规程电流表、电压表、功率表及电阻表检定规程测量环境条件：环境温度（ 231），相对湿度（ 40-60）%RH.测量标准：数字多用表： 型号 2501A ， 量程 DC 1mV-1000V, 最大允许示值误差（直流 10V 量程（%*读数+8 字）被测对象：直流电压表型号 T24-V 量程 150V

12、 准确度级别测量过程：采用标准数字多用表法测量模拟指示直流电压表示值误差。将被测直流电压表指针对准某分度线（示值） ，用标准多用数字表测量电压实际值。被测电压表实际值减去实际值即为示值误差。评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，一般可直接使用不确定度的评定方法。其中150V点可直接使用本不确定度的评定结果。2 2 数学模型数学模型 = UX-UN UX：被测电压表示值 UN：数字多用表直流电压的读数3 3 传播系数传播系数 c(Ux)= f/ Ux=1;4 4 各标准不确定度分量计算各标准不确定度分量计算调节器调节细度引起的标准不确定度 u1调节器调节细度为 e1=%,属 均匀分布，覆盖因子

13、 k=3 u1=e1/k=%自由度为：1= 电压源稳定度引起的标准不确定度 u2电流源稳定度为： e2=%,属均匀分布，覆盖因子 k=3u2=e1/k=%自由度为：2= 标准数字万用表的标准不确定度标准数字万用表准确度引起的标准不确定度u32501A 标准数字万用表 100V 档的误差限为： e3 =%属均匀分布，覆盖因子 k=3u3=e3/k=% 其自由度为：3= 标准数字万用表分辨力的不确定度 u3 2501A 标准数字万用表直流 100V 档的分辨力:e3=属均匀分布，覆盖因子 k=3按半宽计算：u3=e3/2k=%其自由度为：3= 合成标准数字万用表的标准不确定度 u3 u3=u3+u

14、3 u3=%其自由度为：3= 测量重复性的不确定度 u5本实验以检定刻度点（ 100 格）为例，进行 10 次测量，所得数据如下：实验标准差： S=% u4=S(V)=S/10=%其自由度为：4=10-1=95 5 标准不确定度一览表标准不确定度一览表标准不确定度分不确定度来源量u（Xi）U1调节器调节细度引入的不确定度电压源稳定度引入的不确定度标准数字万用表的标准不确定度读数重复性误差引入的不确定度22222标准不确定度值u（Xi）%k自由度3U2%3U3%3U46 6 合成标准不确定度合成标准不确定度39 uc=u1+u2+u3+u4 uc=%7 7 有效自由度有效自由度eff4222un

15、4c4ui()i1i8 8 扩展不确定度扩展不确定度取置信概率 p=95% , 由eff= 查表得 k=U95=kuc=%=%直流功率部分不确定度评定直流功率部分不确定度评定1 1 概述概述测量依据测量依据 JJG 124-1993JJG 124-1993 电流表、电压表、功率表及电阻表检定规程电流表、电压表、功率表及电阻表检定规程测量环境条件：环境温度（ 231），相对湿度（ 40-60）%RH.测量标准：数字多用表： 型号 2501A ， 量程直流 10V 量程（%*读数+8 字） （温度（232）直流标准电阻型号 BZ3 标称值准确度级别被测对象：功率表型号 D51 量程 150V/ 5

16、A 准确度级别测量过程：采用标准数字多用表的前端测指示功率表的电压值，将直流电阻与被测功率表电流端相串联，调节电流源使被测表指针对准某分度线（示值） ，用标准多用数字表后端测量标准电阻电位端上的电压降值，按照欧姆定律将电压降除以标准电阻值即得出被测电流实际值。被测电流值减去实际值即为示值误差。评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，一般可直接使用不确定度的评定方法。 其中 75 （格）点可直接使用本不确定度的评定结果。2 2 数学模型数学模型 = IX- UN / RN IX： 被测功率电流示值UN：数字多用直流电压的读数RN：标准电阻3 3 传播系数传播系数 c(Ix)= f/ Ix=1;

17、c(UN)= f/ UN=-1/RN=-10 (RN=);4 4 各标准不确定度分量计算各标准不确定度分量计算电流调节器调节细度引起的标准不确定度u1调节器调节细度为 e1=%,属 均匀分布，覆盖因子 k=3 u1=e1/k=%自由度为：1= 电流源稳定度引起的标准不确定度 u2电流源稳定度为： e2=%,属均匀分布，覆盖因子 k=3u2=e1/k=%自由度为：2= -2电压调节器调节细度引起的标准不确定度u1调节器调节细度为 e3=%,属 均匀分布，覆盖因子 k=3 u3=e3/k=%自由度为：3= 电压源稳定度引起的标准不确定度 u2电流源稳定度为： e4=%,属均匀分布，覆盖因子 k=3

18、u4=e4/k=%自由度为：4= 标准数字万用表的标准不确定度标准数字万用表准确度引起的标准不确定度u52501A 标准数字万用表 150V 档的误差限为： e5 =%属均匀分布，覆盖因子 k=3u5=e5/k=% 其自由度为：5= 标准数字万用表分辨力的不确定度 u5 2501A 标准数字万用表直流 150V 档的分辨力:e5=属均匀分布，覆盖因子 k=3按半宽计算：u5=e5/2k=%其自由度为：5= 合成标准数字万用表的标准不确定度 u3 u5=u5+u5 u5=%其自由度为：5= 测量重复性的不确定度 u6本实验以检定量限为 150V/5A，刻度点 75（格）为例，进行 10 次测量，

19、所得数据如下：实验标准差： S=% u4=S(V)=S/10=%其自由度为：4=10-1=95 5 标准不确定度一览表标准不确定度一览表标准不确定度分量 u（Xi）U1U2U3U4U5U6222不确定度来源电流调节器调节细度引入的不确定度电流源稳定度引入的不确定度电压源稳定度引入的不确定度电压调节器调节细度引入的不确定度标准数字万用表的标准不确定度读数重复性误差引入的不确定度标准不确定度值u（Xi）%k自由度33333396 6 合成标准不确定度合成标准不确定度 uc=u1+u2+u3+u4+u5+u6 uc=%7 7 有效自由度有效自由度eff42222222un6c4ui()i1i8 8

20、扩展不确定度扩展不确定度取置信概率 p=95% , 由eff= 查表得 k=U95=kuc=%=%交流电流部分不确定度评定交流电流部分不确定度评定1 1 概述概述测量依据测量依据 JJG 124-1993JJG 124-1993 电流表、电压表、功率表及电阻表检定规程电流表、电压表、功率表及电阻表检定规程测量环境条件：环境温度（ 231），相对湿度（ 40-60）%RH.测量标准：三相指示仪表、电能表校验装置型号 LLT801 ， 量程 AC 0-5A,被测对象：交流电流表型号 D26-A量程 5A准确度级别测量过程：采用比较法，用三相指示仪表、电能表校验装置为被检表电流表给值，使被测表指针对

21、准某分度线（示值），读取三相指示仪表、电能表校验装置标准示值。用被测电流表示值减去标准示值即为示值误差评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，一般可直接使用不确定度的评定方法。其中5A 点可直接使用本不确定度的评定结果。2 2 数学模型数学模型 = IX- IN IX：被测电流表示值 IN：三相指示仪表、电能表校验装置标准示值3 3 传播系数传播系数 c(Ix)= f/ Ix=1;4 4 各标准不确定度分量计算各标准不确定度分量计算三相指示仪表、电能表校验装置调节细度引起的标准不确定度u1调节细度为 e1=%,属 均匀分布，覆盖因子 k=3 u1=e1/k=%自由度为：1= 电流源稳定度引起的

22、不确定度 u2电流源稳定度为： e2=%,属均匀分布，覆盖因子 k=3u2=e1/k=%自由度为：2= 三相指示仪表、电能表校验装置准确度引起的不确定度u3三相指示仪表、电能表校验装置 5A 档的误差限为： e3=%属均匀分布，覆盖因子 k=3u3=e3/k=%其自由度为：3= 测量重复性的不确定度 u5本实验以检定 5A 档满刻度为例，进行 10 次测量，所得数据如下：实验标准差： S=% u4=S(V)=S/10=%其自由度为：4=10-1=95 5 标准不确定度一览表标准不确定度一览表标准不确定度分量u（Xi）U1U2U3U46 6 合成标准不确定度合成标准不确定度22222不确定度来源

23、调节器调节细度引入的不确定度电流源稳定度引入的不确定度装置标准不确定度测量重复性的不确定度标准不确定度值u（Xi）%k自由度33339 uc=u1+u2+u3+u4 uc=%7 7 有效自由度有效自由度eff4un4c4ui()i1i8 8 扩展不确定度扩展不确定度取置信概率 p=95% , 由eff=查表得 k=U95=kuc=%=%交流电压部分不确定度评定交流电压部分不确定度评定1 1 概述概述测量依据测量依据 JJG 124-1993JJG 124-1993 电流表、电压表、功率表及电阻表检定规程电流表、电压表、功率表及电阻表检定规程测量环境条件：环境温度（ 231），相对湿度（ 40-

24、60）%RH.测量标准：三相指示仪表、电能表校验装置型号 LLT801 ， 量程 AC 0-150A,被测对象：交流电压表型号 D26-V量程 5A准确度级别测量过程：采用比较法，用三相指示仪表、电能表校验装置为被检表电压表给值，使被测表指针对准某分度线（示值），读取三相指示仪表、电能表校验装置标准示值。用被测电压表示值减去标准示值即为示值误差评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，一般可直接使用不确定度的评定方法。其中5A 点可直接使用本不确定度的评定结果。2 2 数学模型数学模型 =UX- UN UX：被测电压表示值UN：三相指示仪表、电能表校验装置标准示值3 3 传播系数传播系数 c(U

25、x)= f/ Ux=1;4 4 各标准不确定度分量计算各标准不确定度分量计算三相指示仪表、电能表校验装置调节细度引起的标准不确定度u1调节细度为 e1=%,属 均匀分布，覆盖因子 k=3 u1=e1/k=%自由度为：1= 电压源稳定度引起的不确定度 u2电压源稳定度为： e2=%,属均匀分布，覆盖因子 k=3u2=e1/k=%自由度为：2= 三相指示仪表、电能表校验装置准确度引起的不确定度u3三相指示仪表、电能表校验装置 150V 档的误差限为： e3=%属均匀分布，覆盖因子 k=3u3=e3/k=%其自由度为：3= 测量重复性的不确定度 u5本实验以检定 150V 档满刻度为例，进行 10

26、次测量，所得数据如下：实验标准差： S=% u4=S(V)=S/10=%其自由度为：4=10-1=95 5 标准不确定度一览表标准不确定度一览表标准不确定度分量 （u Xi）不确定度来源标准不确定度值u（Xi）k自由度U1U2U3U4调节器调节细度引入的不确定度电压源稳定度引入的不确定度装置标准不确定度测量重复性的不确定度%333396 6 合成标准不确定度合成标准不确定度 uc=u1+u2+u3+u4 uc=%7 7 有效自由度有效自由度eff422222un4c4ui()i1i8 8 扩展不确定度扩展不确定度取置信概率 p=95% , 由eff=查表得 k=U95=kuc=%=%九、计量标

27、准的测量不确定度验证九、计量标准的测量不确定度验证选一台型号为 D4、准确度为级、编号为10757 的电流表，分别在标准2501A 和标准 HP34401 对 1A 进行测量，测量结果如下：D4 指示值2501A 实际值HP34401 实际值2030405060708090100两个测量结果最大差值为：|y1-y2|% | %221/2由于 U1U2%， （U1+U2） %221/2所以，|y1-y2| （U1+U2）故认为本标准装置测量结果可靠。十、结论十、结论经过上述对计量标准的测量重复性、 稳定性进行考核以及测量不确定度的分析、 评定及验证，认为本计量标准符合国家计量检定系统表和有关检定规程及交直流电压、电流、功率表检定装置的要求，可以进行级以下电流表、电压表、功率表的量值传递。十一、附加说明1、 JJG 1241993电流表、电压表、功率表及电阻表检定规程2、 建立计量标准技术报告3、 计量标准考核（复查）报告4、测量数据的全部原始记录5、标准装置操作程序6、电表历年检定合格证7、计量标准履历表及稳定性考核记录8、标准及配套设备使用说明书9、计量标准合格证书