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1、0引言现代社会，电子仪器的规模和水平是衡量一个国家综合实力和现代化程度的重要标志。近几年来，市场上数字化仪器迅速发展，不断涌现出数字电压表、数字电流表、数字功率表等众多电子仪器。电参数测量仪是数字控制理论与计算机结合的产物，它主要用于电压、电流、功率等交流电参数的综合测试，尤其适用于各种电机、电子仪器、家用电器等电力系统，故而与广大居民的生活质量和国民经济的总体效益密切相关。对电参数展开计量研究是维护广大用电者合法权益和社会公共利益的重要保障。随着经济的快速发展，当前国内外高新技术公司越来越多，市场上出现了多种多样的电参数测量仪，其优劣直接影响着整个电力系统的稳定性和可靠性。在此背景下，对电参
2、数测量仪进行计量方面的探讨，研究其工作原理、校准技术，并对其主要电参量进行不确定度分析有着重大的社会意义。1主要工作原理电参数测量仪测量原理如图 1 所示，它将信号转换成电信号，再利用其内部的 A/D 转换器对信号进行取样，然后利用微处理器对采集的数字量进行计算，最后以数字形式显示。2测量方法及不确定度产生原因测量接线如图 2 所示。依据 JJG（航天）341999 交流数字电压表、JJG（航天）351999 交流数字电流表、JJG78092 交流数字功率表 检定规程，采用交直流标准表做测量标准来测量电参数测量仪的实际值。调节交直流电源，读出交直流标准表的读数，即为电参数测量仪的标准值。被测电
3、参数测量仪的显示值与标准值之差为电参数测量仪的示值误差。由此可知，其示值误差的测量不确定度来源于电参数测量仪读数和交直流标准表。3测量不确定度评定3.1概述（1）测量依据：JJG78092 交流数字功率表 检定规程。（2）测量环境条件：环境温度（201），相对湿度 20%55%。（3）测量标准：9080A 交直流标准表。测量范围为交流电流 0.150 A，交流电压7.5750 V。最大允许示值误差 0.02%读数0.002%量限。（4）被测对象：电参数测量仪 PF1020 型。量程 0450V、020 A，准确度级别0.5 级。（5）测量过程：用交流功率源和交流标准表做测量标准来测量电参数测量
4、仪的量值，当交流功率源的电压、电流同时输出到交直流标准表时，分别可读取电压值、电流值、功率值。此时交直流标准表的值为标准值，电参数测量仪的值为显示值。被测电参数测量仪显示值与标准值之差为电参数测量仪的示值误差。3.2数学模型电压数学模型：U=Ux-UN式中，U 为被测电参数测量仪电压的示值误差；Ux为被测电参数测量仪电压显示值；UN为交直流标准表电压读数。电流数学模型：I=Ix-IN式中，I 为被测电参数测量仪电流的示值误差；Ix为被测电参数测量仪电流显示值；IN为交直流标准表电流读数。功率数学模型：P=Px-PN式中，P 为被测电参数测量仪功率的示值误差；Px为被测电参数测量仪功率显示值；P
5、N为交直流标准表功率读数。3.3输入量不确定度评定输入量 I 的不确定度来源主要有 2 方面：一是交直流标准表引起的不确定度，采用 B 类方法进行评定；二是测量重复性引起的不确定度，可以通过连续 10 次测量得到测量列，采用 A 类方法进行评定。因为在常用电测量中，220 V、5 A 为常用电参量，所以对电参数 220 V、5 A 进行不确定度分析。3.3.1A 类不确定度评定对功率 1 100 W（220 V、5 A）在重复性条件下进行 10 次连续独立测量，得到测量数据如表 1 所示。根据贝塞尔公式：s=nk=1（qk-q軈）2n-1姨式中，qk是第 k 次的测量结果；q軈是 n=10 次
6、时测量值的算术平均值。分别计算得：电压 s=0.079 V；电流 s=0.000 82 A；功率 s=0.82 W。故 A 类不确定度分量分别为：电压 u（Ux）=s/n姨=0.025 V；电流 u（Ix）=s/n姨=0.000 26 A；功率 u（Px）=s/n姨=0.26 W。电参数测量仪的不确定度分析贾祎冬1，2（1.河北大学，河北 保定 071000；2.河北省计量监督检测院，河北 石家庄 050051）摘要：介绍了电参数测量仪的主要工作原理、测量方法及不确定度产生原因，并给出了电压、电流、功率示值误差的测量结果不确定度评定实例。关键词：电参数测量仪；不确定度；评定装备应用与研究Zhu
7、angbeiyingyong yu Yanjiu84机电信息2011 年第 30 期总第 312 期P=Q1最大A1H1K1可以计算出初始过滤所需要的过滤面积为：A1=8.4 m2。过滤一段时间后形成滤饼，压差上升为 0.02 MPa，则P=Q1最大A2H2K2此时过滤所需要的过滤面积为：A2=22.65 m2。如果按照这个过滤面积设计过滤器，则设计风速为 3.29 m/min。按照实际工况，因为硅粉颗粒很硬、很细，所以实际风速选择为1.62 m/min，即最终选择的过滤面积 A=46 m2。初始压差验算：P=Q1最大AH1K1=0.01610-31.598466.557 4108=365 P
8、a所以，理论初始压降P为 365 Pa。实际初始压降还要乘以一个系数，包括设备管道阻力等，故实际上P约为 2 000 Pa。反吹时间计算：硅粉密度比较大，当阻力达到0.02MPa时，我们设定滤芯表面的滤饼厚度约达 0.8 mm 时系统反吹清洗，硅粉滤饼的堆集密度大约为500kg/m3，此时滤芯表面的滤饼体积为V=46m20.0008m=0.0368m3。此尾气过滤最大质量流量为 25 000 kg/h，硅粉质量含量为约12 mg/kg，且设定硅粉流量是均匀的，即 0.3 kg/h。因过滤器入口旋风结构也达到了一定的预除尘效果，且硅粉颗粒很小，不可能有很多的沉降量，假设有 20%的大颗粒被预除掉
9、，约有 80%的粉尘颗粒会附着在滤芯上形成滤饼，则实际的硅粉流量约为 0.24 kg/h，体积流量为0.00048m3/h。所以，反吹时间为T反=0.0368m30.000 48 m3/h=76.67 h=3.2天。该设计后来在实际运行中效果非常好，能满足要求。4结语采用金属纤维烧结毡滤芯的过滤器是多晶硅尾气过滤中使用效果较好的一种过滤器形式，其过滤精度高，反吹时间长，反吹效果较好。且根据以上介绍的计算方法得出的过滤面积在实际尾气过滤系统运行中效果也很理想，故可判别这种计算方法是可信的。过滤器的选型计算也是正确合理的。参考文献 1 谭天恩编著.化工原理.北京：化学工业出版社，2 0 0 6收稿
10、日期：2011-08-17作者简介：刘建中（1970），男，陕西铜川人，工程师，研究方向：化工工艺。表 1电参数测量仪测量结果测量次数电压/V电流/A功率/W1220.15.0011 1012220.05.0001 1023220.04.9991 1004220.15.0001 1005219.95.0011 1016220.05.0001 1027220.14.9991 1008219.95.0011 1019220.15.0001 10010220.04.9991 1003.3.2由标准表引入的 B 类不确定度评定由标准表说明书给出的准确度等级为 0.02 级，对 220 V、5 A量程（
11、1100W）测量时的不确定度分量为（均匀分布，包含因子k=3姨）：电压 u（UN）=0.02%220/3姨=0.025 V；电流 u（IN）=0.02%5/3姨=0.000 58 A；功率 u（PN）=0.02%1 100/3姨=0.13 W。3.4合成标准不确定度评定3.4.1合成方差和灵敏系数由于 P 和 PN互不相关，所以依照公式 u2c（P）=ni=1fPi 2u2（Pi）可得合成方差和灵敏系数：u2c（P）=u2（）=c2（PX）u2（PX）+c2（PN）u2（PN）c（PX）=PX=1c（PN）=PN=-1同样可以推算出：电压 c（UX）=1，c（UN）=-1；电流 c（IX）=1
12、，c（IN）=-1。3.4.2标准不确定度汇总标准不确定度汇总如表 2 所示。3.4.3合成标准不确定度估算由 uc=c2（xX）u2（xX）+c2（xN）u2（xN）姨可得：电 压 uc=c2（UX）u2（UX）+c2（UN）u2（UN）姨=0.0252+0.0252姨0.035 V；电流 uc=c2（IX）u2（IX）+c2（IN）u2（IN）姨=0.000 262+0.000 582姨0.000 63A；功率 uc=c2（PX）u2（PX）+c2（PN）u2（PN）姨=0.262+0.132姨0.29 W。3.5扩展不确定度评定在 220 V、5 A、1 100 W，包含因子 k=2 时
13、，扩展不确定度为：电压 U=uck=0.0352=0.07 V；电流 U=uck=0.000 632=0.001 26 A；功率 U=uck=0.292=0.58 W。3.6相对扩展不确定度评定电压 Urel=0.07/220100%=0.032%0.04%；电流 Urel=0.001 26/5100%=0.0252%0.03%；功率Urel=0.58/1100100%=0.053%0.06%。4结语本文比较全面地对电参数测量仪的电压、电流、功率进行了不确定度分析，期望今后对相关的工作能有所帮助和借鉴。参考文献1 J J F 1 0 5 9 1 9 9 9测量不确定度评定与表示2 姚卫兴.数字
14、化电参数测量仪.中等职业教育，2 0 0 8（1 6）收稿日期：2011-08-24作者简介：贾祎冬（1982），女，河北省涿州市人，在读研究生，助理工程师，研究方向：电参数测量仪的计量。表 2标准不确定度汇总表测量点标准不确定度分量 u不确定度来源标准不确定度值灵敏系数 ciciu（xi）电压 220 V电流 5 A功率1100 Wu（Ux）u（UN）被检表读数读数的重复性标准表0.025 V0.025 V1-10.025 V0.025 Vu（Ix）u（IN）被检表读数读数的重复性标准表0.000 26 A0.000 58 A1-10.000 26 A0.000 58 Au（Px）u（PN）被检表读数读数的重复性标准表0.26 W0.13 W1-10.26 W0.13 W（上接第 83 页）Zhuangbeiyingyong yu Yanjiu装备应用与研究85