电学计量中测量不确定度评定的应用

马皓

摘 要：电学计量作为应用最广泛的科学，具有不可超越的优势，其中，测量不确定度评定占据重要位置。对电学计量的内容特点进行了分析，阐述了测量不确定度评定在电学测量中的重要性，并从接地电阻测试仪电阻、绝缘电阻表电阻和泄漏电流测量仪电压示值误差三方面分析了不确定度评定的具体应用，对未来测量不确定度评定发展提供理论与实践基础。

关键词：电学计量；不确定度评定；示值误差；电流输出

中图分类号：TB971 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.16.122

电学计量是按照国家计量法律法规形成的科学，通过电测量器具的运用，对被测电参量的定量进行分析，是人们掌握电学知识的重要途径。而在电学计量实验过程中，存在许多影响因素，影响了实验结果的准确性。海森泊在量子力学理论的基础上提出“不确定度”这一概念，随后被广泛应用于电学计量中。

1 电学计量中测量不确定度评定概述

1.1 电学计量内容及特点

电学计量作为国家法定的电参量定量分析的科学，有利于推动电学相关知识的研究开发与应用。根据计量侧重点的不同，可以将电学计量划分为电学计量与参量计量两种不同内容的计量范畴。其中，电学计量侧重于内容，而参量计量更多地是与电路元件参数相关。

电学计量是一种应用广、准确度高、可以进行远距离测量的技术，具有极大的计量测试优势，并且电本身信号传播转换速度快、便于分配控制。将其与测量传感器结合，可以将位移、压力、重量、温度、湿度、加速度、声、光、X射线等轻易转化为电压、电流等模拟数字信号。因此，力学、声学、光学、温度等不同计量领域都逐渐利用电学计量的优势，将测量因素转化为电信号，减少了测量工作量。

1.2 测量不确定度评定的重要作用

测量不确定度是对测量结果质量评定的指标，决定了测量结果的实用程度。电学计量中出具鉴定证书、检测报告或校准证书等实际工作都离不开测量不确定度的评定结果，由此可见测量不确定度评定在电学计量中的重要性。

2 电学计量中测量不确定度评定的应用

2.1 接地电阻测试仪电阻示值误差测量

接地电阻测试仪是通过测量电流传输过程中的传输电流和被测体的电压，二者的比值就是电阻测量结果。电阻示值误差测量多使用型号为HL6625的测试仪器、ZX128电阻箱，测试电流为5～30 A，测量电阻为0.01～1.05 Ω。而对于测量环境的考量，主要是针对温度、湿度，一般来说，不同的测量不确定度评定实验，其标准有所不同。

在实验过程中，电路图设计是必不可少的，接地电阻测试仪电阻示值误差测量至少需要选择5个检定点，才能确保测量结果的可用和准确性。依照实验步骤进行实验，在传输电流、被测体电压稳定后，就能确定其数字结果是接地电阻测试仪的实际电阻R0，结合电路图的布线，按照一定的计算公式就可以得出接地电阻的示值误差r.在总结实验过程时，发现电流输入量的不确定度在极大程度上诱发了测量结果的不准确。因此，为了提高测量数字的可靠度，一次实验显然不够，需要反复进行5次实验，再分析、总结众多的测量数据，最终获得的示值误差数据，也就是测量不确定度评定的结果，具有一定的可信度。

2.2 绝缘电阻表电阻示值误差测量

用于进行绝缘电阻表电阻示值误差测量不确定度评定实验的仪器是ZC25B-3，它是量程大、准确度高的代表，量程高达500 Ω。该实验同样对测量的温度、湿度有要求。与接地电阻测试仪电阻示值误差实验不同的是，规定环境温度为19～25 ℃，相对湿度保持在40%～70%间。为了提高实验结果的精准度，选择了特定的电阻表检定装置，将电阻维持在100～110 Ω之间。兆欧表和设计的电路图如图1所示。

该测量不确定度评定的方法只要满足一定的条件就能轻易获得结果，这些条件包括测量指针在零分度线上、电压不低于500 V、校准准确等级高。

2.3 泄漏电流测量仪电压示值误差测量

该实验选用的泄漏电流测量仪型号多为HL6626，环境要求与实验室准则相同，但是对于评定结果的确定，需要不低于10个试验点，还要确保电压调节在一个步调上。电压输出控制在±5%的误差范围内，经过实验结果与电路图就可以获得示值误差r. 为了减少电压输入量对泄漏电流测量仪电压示值误差的影响，要对输入量进行分量评定，将所有测量评定数据进行综合整理后，就能得到可靠的泄漏电流测量仪电压示值误差结果的不确定度评定。

3 结束语

综上所述，电学计量自身的特点、优势决定了其应用的广泛性，对现代不同的计量测试领域具有重大贡献。在对接地电阻测试仪电阻、绝缘电阻表电阻和泄漏电流测量仪电压示值误差三方面的不确定度评定进行实验后，进一步加强了对测量不确定度评定的认识，为未来电学计量中测量不确定度评定的发展指明了方向。

参考文献

[1]景伟，翁卫丰.测量不确定度评定及其在电学计量中的应用研究[J].价值工程，2015（7）：7-8.

〔编辑：王霞〕

Abstract： Electrical measurement as the most widely used science， has the advantages of not to exceed， in which， the measurement uncertainty evaluation occupy an important position. Characteristics of electrical measurement are analyzed， elaborated the importance of evaluation in the electrical measurement uncertainty of measurement， and from the ground resistance tester resistance， insulation resistance meter resistance and leakage current measuring instrument voltage indicating value error analysis the uncertainty evaluation of the application and of the future measurement uncertainty evaluation of development provide theoretical and practical basis.

Key words： electrical measurement； uncertainty evaluation； indication error； current output