单路输出式交流—直流外部电源输出功率测量不确定度的评定

赵轶　　胡国辉　　刘勇

【摘 要】输出功率是单路输出式交流-直流外部电源重要的性能参数之一，决定了其是否能满足被供电对象的工作需要。输出功率的准确测量受各种因素的影响，根据实验室的具体试验条件和测量不确定度评定的相关理论，有必要进行标准不确定度的评定。

【关键词】单路输出式交流-直流外部电源；输出功率；测量不确定度

一、 前言

单路输出式交流-直流外部电源是一种小型的电子电器供电电源变换设备，它将电网交流供电转换为电子电器产品所需要的低压直流电源，广泛配套于游戏机、随身听、笔记本电脑、数字电话等设备中。输出功率决定了电源的容量，如果输出功率不足，轻则不能使被供电产品正常工作，严重的则可能导致电源长期处于过载状态而引发安全事故。单路输出式交流-直流外部电源输出功率的测量不仅与其额定输出电压和电流有关，并且与输入电源和工作环境条件有关，准确进行电源输出功率测量不确定度评定对单路输出式交流-直流外部电源的性能评判具有重要的意义。

二、测量准备

（一）测量对象：单路输出式交流-直流外部电源

（二）测量依据：GB 20943-2013《單路输出式交流-直流和交流-交流外部电源能效限定值及节能评价值》

（三）测量设备

1、WT210数字功率计（测量范围：0～6000W，准确度：0.2级，分辨率：0.1mW）2、单相变频电源（输出范围：0～300V，电压稳定度：0.2%，频率稳定度：0.01%，波形失真度：1%）3、直流电子负载（电流测量范围：0～33A，准确度：0.3级）4、数显温度计（测量范围：-20℃～50℃，准确度：2级）5、热球式风速仪（测量范围：0.01m/s～10m/s，准确度：3级）

（四）测量环境条件：温度：21.0℃，相对湿度：58%RH，空气流动速度：0.36m/s

（五）测量方法

将待测样品按照其标称输出持续工作30min进行预热，调节负载使输出电流分别到额定电流并达到稳定状态，获取在此稳定状态下的交流输入端的输入有功功率，共测量4次，并计算算术平均值。

三、数学模型

用数字功率计测功率时，测量结果可直接由表头读取，故

四、方差与传播系数

五、标准不确定度的B类评定

（一）表头示值不确定度分量

根据检定证书，数字功率计的准确度等级为0.2级，极限误差为±0.2%，服从均匀分布，。

（二）稳压源波动不确定度分量

根据检定证书，变频电源的电压稳定度为0.2%，相应引起功率波动最大偏差为±0.4%，服从均匀分布，。

变频电源的频率稳定度为0.01%，试验中，根据经验可知其引起功率波动最大偏差为±0.1%，服从均匀分布，。

变频电源的波形畸变率为1%，试验中，根据经验可知其引起功率波动最大偏差为±0.1%，服从均匀分布，。

由稳压源波动引起的不确定度分量为：

（三）电子负载电流测量引起的不确定度分量

由于被测电源输出端需要连接直流电子负载进行功率测量，因此，直流电子负载的电流测量误差会对结果产生影响，直流电子负载电流测量的准确度等级为0.3级，极限误差为±0.3%，服从均匀分布，。

（四）环境温度及空气流速影响不确定度分量

由于环境温度和空气流速对功率参数测量有影响，不同的环境温度和空气流速会对结果产生影响，试验中，根据经验可知，这两项影响的极限误差不超过1%，服从均匀分布，。

六、结论

通过分析和计算单路输出式交流-直流外部电源输出功率测量的标准不确定度，可以看出测量设备和环境条件对输出功率的测量不确定度有较大影响，精度高、稳定性好的测量设备和良好的试验环境对准确测量单路输出式交流-直流外部电源的输出功率具有实际意义。

参考文献：

[1]JJF 1059-1999 测量不确定度评定与表示。

[2]CNAS—GL05测量不确定度要求的实施指南。

[3]CNAS—GL08电器领域不确定度的评估指南。

[4]刘智敏，刘风.现代不确定度方法与应用，中国计量出版社，1997.