电流电压表测量不确定度评定

摘要:介绍了电流电压表直流示值误差测量结果的不确定度评定并做出了评定。

关键词:直流电压表;数学模型;不确定度评定

中图分类号：TM714.2 文献标识码：A 文章编号：

(一)、电流表的不确定度评定

1．数学模型

Δ=IX-In = IX -

式中：Δ----被测电流表示值误差；

IX----标准电流表示值；

VN----数字多用表直流电压读数值

RN----标准电阻在20℃的阻值

灵敏系数Ｃ==1

C2==－=－1/0.1=－10Ω-1

C3===100V/Ω2

2、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取决于输入量IX,Vn,RN的不确定度.

本篇以测量5A量程中上限值5A为例,对3个输入量的标准不确定度进行评定.

2.1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重复引起,采用A类方法评定.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.对一台直流电流表选择5A点,连续独立测量10次,每次均重新调整零位,得到测量列为5.003,5.004,5.004,5.004,5.004,5.004,5.004,5.003,5.001,5.002A.（单位：A）

=5.0033A

单次实验标准差S=则可得到

u（IX）=s=1.06×10-3

2.2标准不确定度u(VN)的评定

输入量VN 的标准不确定度u(VN)的来源主要是由多功能校准仪误差引起的,采用B类方法进行评定.

多功能校准仪经上级传递合格,制造厂说明书给出其最大允许误差为e1=±0.02％,则测量5A时,e1=±(0.02％×5×0.1+2×10-6)= ±1.2×10-4V,在区间内为均匀分

布，K=则u(VN)= 1.2×10-4/=0.589×10-4

.

2.3标准不确定度u(RN)的评定

输入量RN 的标准不确定度u(RN)的来源主要是由标准电阻误差引起的,采用B类方法进行评定.

标准电阻经上级传递合格,其准确度级别为0.05级,e2=±0.05％×0.1=5×10-5,在区间内为均匀分布，K=

则u(RN)=5×10-5/ =0.289×10-4

2．4标准不确定度汇总表

标准不确定度汇总表1

3．合成标准不确定度的计算

输入量IX，VN，RN彼此独立不相关。所以合成标准不确定度可按下式得到。

Uc2()= ++

=++

=×10-3

=3.13×10-3

4．扩展不确定度的评定

测量5A时其示值误差测量结果的扩展不确定度为

U=ku(k=2)

得 U=2×3.13×10-3=6.26×10-3 (k=2)

5.评定结果

根据上述的分析和评定过程，可以得到的测量扩展不确定度为6.26×10-3,符合要求.

二、电压表的不确定度的评定

1,数学模型

ΔV=V-Vn

式中：Δ----被测电压表示值误差；

V----被测电压表示值；

VN---标准数字多用表交流电压读数值

灵敏系数Ｃ==1

C2==－1

2、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

输入量V的标准不确定度u(V)的来源主要是被测交流电压表的测量不重复性,可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定.考虑到交流电压源的稳定度、调节细度及读数误差所引起的不确定度以包含在复现性下了所的测量列的分散性中,故不另作分析.

对一台交流电压表，选择150V量程，当频率为50Hz时,对使该表指针指向150V分度线的交流电压测量10次，得到测量列150.049,150.056,150.063,150.063,150.051,150.055,150.067,150.070,150.057V..

=150.0598V

单次实验标准差S=则可得到

u（IX）=s=7.21×10-3

2.2标准不确定度u(VN)的评定

输入量VN 的标准不确定度u(VN)的来源主要是由标准数字多用表的准确度引起的,采用B类方法进行评定.

2.2.1标准数字多用表经上级传递合格，制造厂说明书给出其交流电压300mV~500mV量程，平率为50Hz时，最大允许误差为±0.03%，所以在测量150V时，最大误差±0.03%×150V=±0.045V,在区间中可认为服从均匀分布， K=

u(VN)= 0.045/=0.026

2.3标准不确定度汇总表

标准不确定度汇总表1

3．合成标准不确定度的计算

输入量V，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)= +

=+

Uc(V) =0.027

4．扩展不确定度的评定

测150V时其示值误差测量结果的扩展不确定度为

U=ku(k=2)

得 U=2×0.027=0.054 (k=2)

5.评定结果

根据上述的分析和评定过程，可以得到的测量扩展不确定度为0.054，符合要求。