0.2级交直流电压电流表检定装置计量标准技术报告.doc

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1、计 量 标 准 技 术 报 告 计量标准名称 （0.2级）交直流电压、电流表检定装置 计量标准负责人 常 锴 建标单位名称（公章） 内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司 填 写 日 期 2011-9-20 目 录一、建立计量标准的目的 ( 2 )二、计量标准的工作原理及其组成( 2 )三、计量标准器及主要配套设备( 3 )四、计量标准的主要技术指标( 4 )五、环境条件( 4 )六、计量标准的量值溯源和传递框图( 5 )七、计量标准的重复性试验( 6 )八、计量标准的稳定性考核( 10 )九、检定或校准结果的测量不确定度评定( 14 )十、检定或校准结果的验证( 28 )十一、结论 ( 29 )十

2、二、附加说明( 29 )一、建立计量标准的目的为保障国家计量单位制的统一和量值传递的一致性、可靠性，特建立此项标准做为企业最高标准使用，开展对本企业0.2级及以下交直流电流表、电压表的检定，是为保证交直流电流表、电压表测量值的准确可靠。二、计量标准的工作原理及其组成三、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或校准机构检定周期或复校间隔多功能交流采样校验装置BD-3HDC 0-600VDC 0-25A AC 0-600VAC 0-25A0.05江西八达电子10010223内蒙古电力科学研究院1年主 要 配 套 设 备四

3、、计量标准的主要技术指标1 输出直流电压：基本量程：75MV、25V、100V、250V、600V 自动量程：15V600V 调节范围：0130%Un 调节细度：0.002%Un 准确度:0.05级 稳定度: 0.01/1min2 输出直流电流：基本量程：20uA、200uA、2mA、20mA、0.1A、1A、5A、25A 自动量程：20uA20mA、0.1A25A 调节范围：0130%In(25A档，0120%) 调节细度：0.002%In 准确度:0.05级 稳定度: 0.01/1min3. 输入直流测量：直流电流：020mA4. 输出交流电压：基本量程：25V、100V、250V、600

4、V 自动量程：15V600V 调节范围：0130%Un 调节细度：0.002%Un 准确度:0.05级 稳定度: 0.01/1min5. 输出交流电流：基本量程：0.1A、1A、5A、25A 自动量程： 0.05A25A 调节范围：0130%In(25A档，0120%) 调节细度：0.002%In 准确度:0.05级 稳定度: 0.01/1min6. 输出频率：调节范围：40HZ-70HZ 调定值精度：0.01 调节细度：0.01HZ HZ7. 输出相位：调节范围：0359.99 调节细度：0.01 精度：0.2（额定电压，电流满量程输出时）8. 三相功率精度：0.05级9三相电压对称度：三相

5、四线 1200.2 三相三线 600.210. 输出电压、电流失真度：0.311. 最大输出负载容量：电压输出20 VA/相，电流输出25VA/相12. 谐波分量：2-31次（超过11次的，只能设置奇次谐波）五、环境条件序号项 目要 求实际情况结 论1温 度（202）（202）合格2湿 度（40-60）（40-60）合格34六、 计量标准的量值溯源和传递框图上一级计量器具本级计量器具下一级计量器具 计量标准名称： 直流标准电压、电流 不确定度或准确度等级或 0.001级最大允许误差： 保存机构：内蒙古电力科学研究院 直接比较法计量标准名称：（0.2级）交直流电压、电流表检定装置测量范围： 06

6、00V 0A25A不确定度或准确度等级或 0.05级最大允许误差：直接比较法计量器具名称：交直流电流表测量范围： 025A不确定度或准确度等级或 0.2级 最大允许误差：计量器具名称：交直流电压表测量范围： 0600V 不确定度或准确度等级或 0.2级 最大允许误差：七、计量标准的重复性试验计量标准的测量重复性用观测值的实验标准差S(y)来表示。 1.直流电流5A的重复性试验使用本计量标准装置，在短时间内对0.2级型号为T24-A，编号91310的指针式直流电流表，在室温22、湿度50RH、电流5A条件下,进行重复10次检测，测得数据如下： 试验时间 测量值（A）测量次数2011年05月15日

7、2011年06月15日2011年07月15日2011年08月15日2011年09月15日试验条件直流电流5A 22 50RH14.99924.99954.99944.99974.999624.99994.99934.99934.99974.999734.99984.99964.99964.99964.999744.99964.99964.99964.99984.999854.99964.99984.99984.99974.999864.99984.99964.99964.99984.999874.99994.99944.99974.99984.999685.00004.99944.99984.

8、99964.999794.99984.99964.99964.99994.9999104.99964.99974.99954.99984.99994.999724.999554.999594.999744.999752.298810-41.509210-41.595110-40.966110-41.080110-4结 论合格合格合格合格合格备 注试验人员朱冰马文娟朱冰马文娟朱冰马文娟朱冰马文娟朱冰马文娟2.直流电压100V的重复性试验使用本计量标准装置，在短时间内对0.2级型号为T24-V， 编号25913的直流电压表，在室温22、湿度50RH、电压100V条件下,进行重复10次检测，测得数据

9、如下： 试验时间 测量值（V）测量次数2011年05月15日2011年06月15日2011年07月15日2011年08月15日2011年09月15日试验条件直流电压100V 22 50RH199.84799.82499.84199.84299.834299.82499.79899.83699.84199.842399.82999.82699.83699.83699.842499.84599.84399.83199.82899.832599.83299.83899.82399.83099.836699.82699.82299.82199.84299.836799.84799.83199.8419

10、9.84299.841899.84599.82499.83799.83999.841999.84299.83699.83699.84299.8281099.82399.83499.82999.84599.83299.836099.827699.833199.838799.83640.01010.01250.00700.00560.0049结 论合格合格合格合格合格备 注试验人员朱冰马文娟朱冰马文娟朱冰马文娟朱冰马文娟朱冰马文娟3.交流电流5A的重复性试验使用本计量标准装置，在短时间内对0.2级型号为T24-A， 编号91310的交流电流表，在室温22、湿度50RH、电流5A条件下,进行重复10

11、次检测，测得数据如下： 试验时间 测量值（A）测量次数2011年05月15日2011年06月15日2011年07月15日2011年08月15日2011年09月15日试验条件交流5A 22 50RH14.99964.99984.99994.99964.999824.99974.99994.99994.99974.999934.99964.99994.99984.99974.999944.99964.99984.99984.99964.999754.99984.99984.99984.99984.999764.99974.99974.99964.99984.999774.99994.99984.9

12、9974.99964.999684.99994.99984.99974.99974.999894.99984.99964.99984.99974.9999104.99984.99984.99984.99985.00004.999744.999794.999784.99974.99981.173810-40.875610-40.918910-40.816510-41.247210-4结 论合格合格合格合格合格备 注试验人员朱冰 马文娟朱冰 马文娟朱冰 马文娟朱冰 马文娟朱冰 马文娟4.交流电压100V的重复性试验使用本计量标准装置，在短时间内对0.2级型号为T24-V， 编号25913的交流电压

13、表，在室温22、湿度50RH、电压100V条件下,进行重复10次检测，测得数据如下： 试验时间 测量值（V）测量次数 2011年05月15日2011年06月15日2011年07月15日2011年08月15日2011年09月15日试验条件交流电压100V 22 50RH199.83699.84799.84399.83699.842299.84099.84699.84099.83699.842399.83699.84499.83999.83799.838499.83299.84299.83899.83499.836599.83499.84099.83899.82999.841699.84099.8

14、4299.84099.83299.844799.84299.83899.84199.83699.839899.84699.83899.84399.84099.838999.84499.84099.84599.84199.8391099.84099.84099.84499.84299.84299.83999.841799.841199.836399.84010.0045580.0031290.0025140.0040290.002470结 论合格合格合格合格合格备 注试验人员朱冰 马文娟朱冰 马文娟朱冰 马文娟朱冰 马文娟朱冰 马文娟八、计量标准的稳定性考核计量标准的测量稳定性用观测值的变化量表

15、示。 变化量=1.直流电流5A的稳定性试验使用本计量标准装置，在一定时间内对0.2级型号为T24-A，编号9131 0的直流电流表，在室温202、湿度4050RH、电流5A条件下,进行5组每组重复10次检测，测得数据如下： 考核时间 测量值（A）测量次数 2011年 05月15日 2011年06月15日 2011年07月15日 2011年08月15日 2011年09月15日核查标准直流电流5A 22 50RH14.99924.99954.99944.99974.999624.99994.99934.99934.99974.999734.99984.99964.99964.99964.99974

16、4.99964.99964.99964.99984.999854.99964.99984.99984.99974.999864.99984.99964.99964.99984.999874.99994.99944.99974.99984.999685.00004.99944.99984.99964.999794.99984.99964.99964.99994.9999104.99964.99974.99954.99984.99994.999724.999554.999644.999744.99975变化量0.0002A允许变化量0.05%5A=0.0025A结 论合格结论合格结论合格考核人员朱

17、冰马文娟朱冰马文娟朱冰马文娟朱冰马文娟朱冰马文娟2.直流电压100V的稳定性试验使用本计量标准装置，在一定时间内对0.2级型号为T24-V， 编号25913的直流电压表，在室温202、湿度4050RH、电压100V条件下,进行5组每组重复10次检测，测得数据如下： 考核时间 测量值（V）测量次数 2011年05月15日 2011年06月15日 2011年07月15日 2011年08月15日 2011年09月15日核查标准直流电压100V 22 50RH199.84799.82499.84199.84299.834299.82499.79899.83699.84199.842399.82999.

18、82699.83699.83699.842499.84599.84399.83199.82899.832599.83299.83899.82399.83099.836699.82699.82299.82199.84299.836799.84799.83199.84199.84299.841899.84599.82499.83799.83999.841999.84299.83699.83699.84299.8281099.82399.83499.82999.84599.83299.836099.827699.833199.838799.8364变化量0.0111V允许变化量0.05%100V=0

19、.05V结 论合格合格合格合格合格考核人员朱冰马文娟朱冰马文娟朱冰马文娟朱冰马文娟朱冰马文娟3.交流电流5A的稳定性试验 使用本计量标准装置，在一定时间内对0.2级型号为T24-A， 编号91310的交流电流表，在室温202、湿度4060RH、电流5A条件下,进行5组每组重复10次检测，测得数据如下： 考核时间 测量值（A）测量次数 2011年05月15日 2011年06月15日 2011年07月15日 2011年08月15日 2011年09月15日核查标准交流5A 22 50RH14.99964.99984.99994.99964.999824.99974.99994.99994.99974

20、.999934.99964.99994.99984.99974.999944.99964.99984.99984.99964.999754.99984.99984.99984.99984.999764.99974.99974.99964.99984.999774.99994.99984.99974.99964.999684.99994.99984.99974.99974.999894.99984.99964.99984.99974.9999104.99984.99984.99984.99985.00004.999744.999794.999784.99974.9998变化量0.00024A允许

21、变化量0.05%5A=0.0025A结 论合格合格合格合格合格考核人员朱冰 马文娟朱冰 马文娟朱冰 马文娟朱冰 马文娟朱冰 马文娟4.交流电压100V的稳定性试验使用本计量标准装置，在一定时间内对0.2级型号为T24-V， 编号25913的交流电压表，在室温202、湿度4050RH、电压100V条件下,进行5组每组重复10次检测，测得数据如下： 考核时间 测量值（V）测量次数 2011年05月15日 2011年06月15日 2011年07月15日 2011年08月15日 2011年09月15日核查标准交流电压100V 22 50RH199.83699.84799.84399.83699.842

22、299.84099.84699.84099.83699.842399.83699.84499.83999.83799.838499.83299.84299.83899.83499.836599.83499.84099.83899.82999.841699.84099.84299.84099.83299.844799.84299.83899.84199.83699.839899.84699.83899.84399.84099.838999.84499.84099.84599.84199.8391099.84099.84099.84499.84299.84299.83999.841799.8411

23、99.836399.8401变化量0.0054V允许变化量0.05%100V=0.05V结 论合格合格合格合格合格考核人员朱冰马文娟朱冰马文娟朱冰马文娟 朱冰马文娟朱冰马文娟九、检定或校准结果的测量不确定度评定一、 直流电压表误差测量结果的不确定度评定1.概述1.1 测量依据：JJG124-1997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(202) ，相对湿度(40-60)%RH。1.3 测量标准：BD-3H多功能交流采样检定装置。 1.4 被测对象：0.2级型号为T24-V， 编号25913的直流电压表。1.5 测量过程：选用BD-3H多功能交流采样检定装置作为

24、标准，采用直接比较法，即通过比较BD-3H和被测直流电压指示仪表的读数，从而达到测量直流电压指示仪表示值误差的目的。其测量方法示意框图如下。被检电压表 VXBD-3H 上图，被测表并联接于BD-3H检定装置电压源输出端，调节电压源输出电压VN ，使被测表指示VX，读取BD-3H的显示值VN，由公式V=VX -VN，即可得到被测电压表示值的绝对误差。1.6 评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，一般可以直接使用本不确定度的评定方法，其中100V点可直接使用本不确定度的评定结果。2. 数学模型V=VX-VN式中：VX-被测直流电压表示值；VN-直流电压实际值；V-被测直流电压表示值的绝对误差。3

25、. 合成方差和灵敏度：由于VX和VN互不相关，依照公式：u2C（y） u2(xi) (1)由（1）得合成方差：u2C（y）u2（V）c2（VX）u2(VX)c2（VN）u2(VN) 灵敏度系数：c（VX）=1 ，c（VN）= -14. 标准不确定度的评定 根据数学模型，被测直流电压表示值误差测量结果的不确定度取决于输入量VX，VN的不确定度。在本篇中，以测量100V为例，对两个输入量的标准不确定度进行评定。4.1 标准不确定度u(VX)的评定 输入量VX的标准不确定度u(VX)的来源主要是被测直流电压表的测量不重复引起，采用A类方法。考虑到在重复性的条件下所得到的测量列的分散性包含了电压源的稳

26、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0.2级直流电压表的100V点，连续独立测量10次，共测量三次，每次均重新调整零位，得测量列为：单位：V 12345678910实验标准差 S(y)99.84199.83699.83699.83199.82399.82199.84199.83799.83699.8290.00695199.84299.84199.83699.82899.83099.84299.84299.83999.84299.8450.00563899.83499.84299.84299.83299.83699.83699.84199.84199.82899.83

27、20.004949则合并样本标准差： sp= =0.005905V实际测量中，以两次测量值的平均值作为测量结果，于是u(VX)=sp=0.0042V(VX)=m(n-1)=3(10-1)=274.2 标准不确定度u(VN)的评定输入量VN的标准不确定度u(VN)主要由BD-3H误差引起，采用B类方法进行评定。经上级传递合格，说明书给出测量100V时的示值相对误差限为0.05%，其半宽a1=0.05%100V=0.05V，在区间内属均匀分布，包含因子k1=，则u(VN)= a1/ k1=0.0289V估计u(VN)/ u(VN)=0.1，其自由度(VN)=50。由于BD-3H在测量100V时，其

28、分辨力为0.001V，所以由分辨力所引起的不确定度和由BD-3H误差引起的不确定度相比可以忽略，故在此不再分析其影响。5. 合成标准不确定度的评定5.1 灵敏度系数及输入量的标准不确定度c（VX）=1 ，c（VN）= -1u(VX) =0.0042V ， u(VN)= 0.0289V5.2 标准不确定度汇总表不确定度来源标准不确定度ciiu(VX)被测表测量不重复0.0042V10.0042V27BD-3H误差0.0289V-10.0289V505.3 合成标准不确定度uc(V)的估算输入量VX、 VN彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式得到：uc(V)= =0.0300V5.4 合成

29、标准不确定度的有效自由度effeff =62.31 取606. 扩展不确定度的评定取置信概率p=95%，eff=60，查t分布表得，k95=t95(eff)= t95(60)=2.00扩展不确定度U95为U95= k95 uc(V)=2.000.0300=0.06V相对扩展不确定度U95rel为U95rel= 100%=100%=0.06%7. 校准测量能力7.1 选择一台重复性好的0.2级T24-V直流电压表，对100V测点在重复性的条件下连续测量10次，得以下测量列： 单位:V1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 99.84799.82499.82999.84599.83299.826

30、99.84799.84599.84299.823=99.8360V按4.1条的方法，单次实验标准差： =0.0101V u(VX) =0.007142V7.2标准不确定度汇总表将4.1条中所得的u(VX) =0.007142替换2.2条标准不确定度汇总表中的u(VX)，从而得到评定校准测量能力的标准不确定度汇总表:不确定度来源标准不确定度ciiu(VX)被测表测量不重复0.007142V10.007142V27BD-3H误差0.0289V-10.0289V507.3 合成标准不确定度的估算按5.3条方法可得 uc(V)=0.030V7.4校准测量能力校准测量能力U可用k=2时的扩展不确定度来表

31、示测量100V时，U95=2 uc(V)=0.06V相对值为U95rel= U95/100100%=0.06%。8. 测量不确定度的报告与表示由以上计算可知，用BD-3H标准装置检定0.2级T24-V直流电压表的150V量程100V点，扩展不确定度（相对值）U95 =0.06%，有效自由度为62.31。对于不同测试点测量结果的扩展不确定度均可按上述方法分析计算。二、 直流电流表误差测量结果的不确定度评定1. 标准不确定度的评定1.1 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。考虑到在重复性的条件下所得到的测量列的分

32、散性包含了电流源的稳定度、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0.2级T24-A直流电流表的5A点，连续独立测量10次，每次均重新调整零位，得测量列为： 单位：A12345678910实验标准差 S(y)4.99944.99934.99964.99964.99984.99964.99974.99984.99964.99950.0001604.99974.99974.99964.99984.99974.99984.99984.99964.99994.99980.0009664.99964.99974.99974.99984.99984.99984.99964.99974.99

33、994.99990.000108则合并样本标准差： sp= =0.00057A实际测量中，以两次测量值的平均值作为测量结果，于是u(IX)=sp=0.0004A(IX)=m(n-1)=3(10-1)=271.2 标准不确定度u(IN)的评定输入量IN的标准不确定度u(IN)主要由BD-3H误差引起，采用B类方法进行评定。经上级传递合格，说明书给出测量5A时的示值相对误差限为0.05%，其半宽a1=0.05%5A=0.0025A，在区间内属均匀分布，包含因子k1=，则u(IN)= a1/ k1=0.00144A估计u(IN)/ u(IN)=0.1，其自由度(IN)=50。由于BD-3H在测量5A

34、时，其分辨力为0.0001A，所以由分辨力所引起的不确定度和由BD-3H误差引起的不确定度相比可以忽略，故在此不再分析其影响。2. 合成标准不确定度的评定2.1 灵敏度系数及输入量的标准不确定度c（IX）=1 ，c（IN）= -1u(IX) =0.0004A， u(IN)= 0.00144A2.2 标准不确定度汇总表不确定度来源标准不确定度ciiu(IX)被测表测量不重复0.0004A10.0004A27BD-3H0.00144A-10.00144A502.3 合成标准不确定度uc(I)的估算输入量IX、 IN彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式得到：uc(I)= =0.00149A2.4 合成标准不确定度的有效自由度effeff =56.7319 取603. 扩展不确定度的评定 取置信概率p=95%，eff=50，查t分布表得，k95=t95(eff)= t95(50)=2.00扩展不确定度U95为 U95= k95 uc(I)=2.000.00149=0.00298A相对扩展不确定度U95rel为U95rel= 100%=100%=0.060%4. 校准测量能力4.1 选择一台重复性好的0.2级T24-A直流电流表，对5A测点在重复性的条件下连续测量10次，得以下测量列 单位:A1234