討論測量不確定度評定及其在電學計量中的應用

李子靖

摘 要：傳統電學計量理論認為，測量不確定度是與測量結果相關的基本參數之一，其主要用于科學表示被測量值的分散度。因此，通常采用的測量不確定度是一個標準偏差或一個既定的倍數，也可以是在既定置信度區間內的半寬度。在測量不確定度評定過程中，為了使用方便及表示科學，通常將測量不確定度分為A類與B類兩種，前者主要是指采用統一的統計方式對相關數據進行科學分析與評定，從而得到測量不確定度；而后者主要是指不需采用統一的統計方法對相關數據進行分析評估，從而得到測量的不確定度[1]。因此，從測量不確定度的分析評定過程可以看出，A類與B類不確定度評定是兩個相反的數據統計、分析過程。因此，接下來本文將重點針對測量不確定度評定及其在電學計量中的實際應用進行分析論述。

關鍵詞：測量不確定度評定 電學計量 應用

本文主要對電學計量中的測量不確定度評定方法進行分析研究，從而闡述其在電學計量中的具體應用。在此基礎上，了解測量不確定的可靠性以及精確性等因素對電學計量造成的相關影響。

1.電學計量中接地電阻測試儀電阻示值誤差的測量不確定度評定

在電學計量中，針對接地電阻測試儀的電阻示值誤差進行測量不確定評定時，需要進行幾項實驗，而HL6625型的接地電阻測試儀是較為常見的接地電阻測試儀，電阻箱則采用型號為ZX128型的大功率低值電阻箱。在此過程中，要對需要進行測量的電路圖進行科學設計，然后選擇五個不同的檢定點。當檢定點的輸出電流穩定后，從而得到該接地電阻測試儀電阻示值的實際參數值為R0，從電路圖設計過程中，又可得到該接地電阻測試儀電阻示值誤差公式：

r=R0-R， ①

其中，在該接地電阻測試儀電阻示值誤差公式中，示值誤差通過r表示，標準電阻值采用R表示，R0為該接地電阻測試儀實際電阻示值。

因此，從上述電阻測試儀電阻示值誤差公式中可以看出，電學計量的整體不確定度主要取決于輸入量的不確定度，在實際的電學計量過程中，通過將相關的計量數據代入此數學函數關系模型中，即可得到電學計量的具體不確定度。但需要注意的是，為了提高計量分析的科學性及減小人為因素導致的誤差，至少要進行五次以上實驗分析，然后通過比較分析，最終得到電學計量中接地電阻測試儀電阻示值誤差的測量不確定度。

2.電學計量中接地電阻測試儀電流示值誤差的測量不確定度評定

電學計量中，接地電阻測試儀電流示值誤差的測量不確定度評定與接地電阻測試儀電阻示值誤差的測量不確定度評定相類似，同樣需要在電學計量過程中，科學建立如下數學參數模型[2]：

r=I-IO=I-V/R， ②

在上述數學模型計量公式中，其中接地電阻測試儀電流示值誤差通過r表示，而電流的顯示值采用I表示，電學計量中電流的實際參數值采用IO表示，電壓計上的電壓示值通過V表示，R為標準電阻值。因此，按照上述計量關系模型，對接地電阻測試儀電流示值誤差的測量不確定度評定，同樣需要對五組以上的實驗數據進行全面測量分析。當數據測量完成后，分別對接地電阻測試儀電流示值誤差標準進行不確定度評定和對其合成進行不確定度評定。其中，對其合成不確定評定，需要通過方根或平方方式進行合成，而不能采用代數方式直接合成處理，防止電學計量相關實驗數據出現更大誤差。

3.電學計量中泄露電流測量儀電壓示值誤差測量結果不確定度評定

采用型號為HL6626的漏電電流測量儀，對泄露電流測量儀電壓示值誤差的測量結果進行不確定度評定。在此實驗過程中，對實驗環境具有一定要求，因此在操作時可按照實驗室標準進行。在此測試階段，至少需進行十次以上實驗，從而確定十組以上的數據和十個以上的試驗點，保證試驗電壓處于同一步調中。與此同時，需將檢測儀器的輸出電壓控制在合理誤差范圍內，如果誤差過大，則會導致試驗結果出現更大偏差。通常情況下，需將試驗誤差控制在±5%范圍內。然后再科學建立如下數學模型：

r=V-V0， ③

上述公式中，電壓示值誤差通過r表示，電壓儀器上的電壓值采用V表示，而實際電壓值采用V0來表示。通過上述兩個不同階段的分析不難發現，輸入量的測量不確定度，會決定電學計量中泄露電流測量儀電壓示值誤差的測量結果不確定度。因此，在電學計量過程中，需結合上述公式分別針對輸入量的各個分量進行不確定度分析評定。在此基礎上，通過對相關數據之間的關聯性進行合理計算，然后再針對電學計量結果進行分析，最終便可得到泄露測量儀電壓示值誤差測量結果的不確定度評定綜合報告。

結束語

綜上所述，本文著重分析了測量不確定度評定及其在電學計量中的實際應用情況。文中主要闡述了接地電阻測試儀電阻示值誤差的測量不確定度評定、接地電阻測試儀電流示值誤差的測量不確定度評定以及泄露電流測量儀電壓示值誤差的測量結果不確定度評定三方面的內容，并結合我國電學計量中常用的三組測量模擬公式r=R0-R、r=I-IO=I-V/R以及r=V-V0進行論述研究，從而提高測量不確定度評定的科學性。

參考文獻：

[1]馬建龍.測量不確定度評定方法在電學計量中的應用研究[J].標準科學，2012，08：43-46.

[2]馬皓.電學計量中測量不確定度評定的應用[J].科技與創新，2015，16：122.