摘要：传统电学计量理论认为，测量不确定度是与测量结果相关的基本参数之一，其主要用于科学表示被测量值的分散度。因此，通常采用的测量不确定度是一个标准偏差或一个既定的倍数，也可以是在既定置信度区间内的半宽度。在测量不确定度评定过程中，为了使用方便及表示科学，通常将测量不确定度分为A类与B类两种，前者主要是指采用统一的统计方式对相关数据进行科学分析与评定，从而得到测量不确定度；而后者主要是指不需采用统一的统计方法对相关数据进行分析评估，从而得到测量的不确定度。因此，从测量不确定度的分析评定过程可以看出，A类与B类不确定度评定是两个相反的数据统计、分析过程。因此，接下来本文将重点针对测量不确定度评定及其在电学计量中的实际应用进行分析论述。
关键词：测量不确定度评定；电学计量；应用
1 电学计量
通常来说，计量是为了实现某一标准、统一某一单位的准确可靠的科学测量活动，它属于测量而又严于测量，从狭义角度出发，可以认为计量是与测量结果置信度有关的，与不确定度联系在一起的规范化测量。电学计量就是按照国家法定的计量检定系统，应用电测量器具，采用相应的测量方法对被测电参量进行定量分析的一门科学。现代电学计量技术具有诸多优点，比如其测量灵敏度和准确度明显高于传统技术方式，另外电学计量过程对信号的传输主要采用电信号的形式，非常易于传播、转换、分配、和控制。现代电学计量技术广泛应用于现代社会生产的任何部门，因此，统一的计量单位和量值准确一致是电学计量技术应用于社会生产活动的重要指标。
2 测量不确定度必要性和优越性
校准实验室在计量检定中，不确定对于测试报告具有十分重要的意义，不确定度是一个合理表征测量结果的分散性参数，其具有定量容易、操作简便的优点，并且CNAL/AC01-2003《检测和校准实验室认可准则》明确规定，校准实验室必须具有测量不确定度评估的能力。
（1）测量不确定度不同于误差，简单来说，误差是一个模糊值，它代表了测量结果最接近真实值的一个区间，是一个理想的概念。测量不确定度与其存在本质的区别，测量不确定度是以被测量的估计值为中心，其反应的是对测量认识不足的程度，是一个可以定量评定的值，具有明确性和标准性。
（2）测量不确定度相对于误差的另外一个优越之处在于其具有准确实用性，其不根据类型分类，只是将评定方法分为A类评定和B类评定，这两种评定方法根据不同的实际情况进行针对性的选用。
（3）由于不确定度的评定不论影响不确定度因素的来源和性质，只考虑其影响结果和评定方法，从而简化了分类，便于评定和计算。
3 电学计量中接地电阻测试仪电阻示值误差的测量不确定度评定
在电学计量中，针对接地电阻测试仪的电阻示值误差进行测量不确定评定时，需要进行几项实验，而HL6625型的接地电阻测试仪是较为常见的接地电阻测试仪，电阻箱则采用型号为ZX128型的大功率低值电阻箱。在此过程中，要对需要进行测量的电路图进行科学设计，然后选择五个不同的检定点。当检定点的输出电流稳定后，从而得到该接地电阻测试仪电阻示值的实际参数值为R0，从电路图设计过程中，又可得到该接地电阻测试仪电阻示值误差公式：
r=R0-R，①其中，在该接地电阻测试仪电阻示值误差公式中，示值误差通过r表示，标准电阻值采用R表示，R0为该接地电阻测试仪实际电阻示值。
因此，从上述电阻测试仪电阻示值误差公式中可以看出，电学计量的整体不确定度主要取决于输入量的不确定度，在实际的电学计量过程中，通过将相关的计量数据代入此数学函数关系模型中，即可得到电学计量的具体不确定度。但需要注意的是，为了提高计量分析的科学性及减小人为因素导致的误差，至少要进行五次以上实验分析，然后通过比较分析，最终得到电学计量中接地电阻测试仪电阻示值误差的测量不确定度。
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4 电学计量中接地电阻测试仪电流示值误差的测量不确定度评定
电学计量中，接地电阻测试仪电流示值误差的测量不确定度评定与接地电阻测试仪电阻示值误差的测量不确定度评定相类似，同样需要在电学计量过程中，科学建立如下数学参数模型：
r=I-IO=I-V/R，②在上述数学模型计量公式中，其中接地电阻测试仪电流示值误差通过r表示，而电流的显示值采用I表示，电学计量中电流的实际参数值采用IO表示，电压计上的电压示值通过V表示，R为标准电阻值。因此，按照上述计量关系模型，对接地电阻测试仪电流示值误差的测量不确定度评定，同样需要对五组以上的实验数据进行全面测量分析。当数据测量完成后，分别对接地电阻测试仪电流示值误差标准进行不确定度评定和对其合成进行不确定度评定。其中，对其合成不确定评定，需要通过方根或平方方式进行合成，而不能采用代数方式直接合成处理，防止电学计量相关实验数据出现更大误差。
5 电学计量中泄露电流测量仪电压示值误差测量结果不确定度评定
采用型号为HL6626的漏电电流测量仪，对泄露电流测量仪电压示值误差的测量结果进行不确定度评定。在此实验过程中，对实验环境具有一定要求，因此在操作时可按照实验室标准进行。在此测试阶段，至少需进行十次以上实验，从而确定十组以上的数据和十个以上的试验点，保证试验电压处于同一步调中。与此同时，需将检测仪器的输出电压控制在合理误差范围内，如果误差过大，则会导致试验结果出现更大偏差。通常情况下，需将试验误差控制在±5%范围内。然后再科学建立如下数学模型：
r=V-V0，③上述公式中，电压示值误差通过r表示，电压仪器上的电压值采用V表示，而实际电压值采用V0来表示。通过上述两个不同阶段的分析不难发现，输入量的测量不确定度，会决定电学计量中泄露电流测量仪电压示值误差的测量结果不确定度。因此，在电学计量过程中，需结合上述公式分别针对输入量的各个分量进行不确定度分析评定。在此基础上，通过对相关数据之间的关联性进行合理计算，然后再针对电学计量结果进行分析，最终便可得到泄露测量仪电压示值误差测量结果的不确定度评定综合报告。
6 测量不确定度评定中忽略相关项所带来的风险
虽然测量不确定度的评定在实际的应用过程中起到非常大作用，但是仍然存在一些问题需要解决。在实际的测量评定过程中，一些相关性问题经常被认为的确定，也有一些问题被忽略甚至排除在影响因素之外，如果这种事件发生在实际的测量评定中，则会使测量结果不准确，在实际生产活动中会给用户和实验室测量不确定度的评定中带来一定的风险。所以为了对这种评定风险进行评估和控制，在忽略相关性问题进行测量不确定度评定时，需注意到以下几点：
（1）如果相关性问题在测量评定时被忽略，则采用公式是最合理的。
（2）r的数值不在用户可承受的风险心理之内时，相关性问题不能忽略。
（3）在测量不确定度的评定时，如果采用公式，那没在不确定度的结果中应该将相应的风险参数包括入内，这样无论是在实验室的不确定度评定还是在用户的实际使用中，都能有助于评估可靠性。
7 结语
综上所述，本文着重分析了测量不确定度评定及其在电学计量中的实际应用情况。文中主要阐述了接地电阻测试仪电阻示值误差的测量不确定度评定、接地电阻测试仪电流示值误差的测量不确定度评定以及泄露电流测量仪电压示值误差的测量结果不确定度评定三方面的内容，并结合我国电学计量中常用的三组测量模拟公式r=R0-R、r=I-IO=I-V/R以及r=V-V0进行论述研究，从而提高测量不确定度评定的科学性。
参考文献：
[1]马建龙.测量不确定度评定方法在电学计量中的应用研究[J].标准科学，2012，08：43-46.
[2]马皓.电学计量中测量不确定度评定的应用[J].科技与创新，2015，16：122.
论文作者:孙旭
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/30
标签：不确定论文; 测量论文; 电学论文; 误差论文; 接地电阻测试仪论文; 电流论文; 测量仪论文; 《电力设备》2017年第25期论文;