在線標定出廠水流量計初探

 本文通過對國家計量檢定規(guī)程JJG596-1999《電子式電能表》（以下簡稱規(guī)程）關于標準偏差估計值這一指標的測量分析，提出了測量這一指標時標準表的zui少累計數(shù)字與基本誤差檢定時標準表的zui少累計數(shù)字要求是不同的，前者應為后者的10倍。

    一、問題的提出

    原國家計量檢定規(guī)程JJG596-1989《電子式電能表》中，關于標準偏差估計值的測量在規(guī)程第17款規(guī)定：“在額定電壓、額定頻率和標定電流下，對功率因數(shù)為1和0.5（L）兩個負載點分別做不少于5次的相對誤差測量，然后按下式計算標準偏差估計值s（%）。

    s=

    式中：n———對每個負載點進行重復測量的次數(shù)，n≥5；γ———第i次測量得出的相對誤差（%）；γ———各次測量得出的相對誤差平均值（%）。即：

    γ=

    計算標準偏差估計值時，要用化整后的相對誤差γ（%）來計算。”

    新規(guī)程JJG596-1999《電子式電能表》對該款作了修改，將zui后一段“計算標準偏差估計值時，要用化整后的相對誤差r（%）來計算。”刪掉，也就是說計算標準偏差估計值時，不必對測量到的各次相對誤差r（%）化整，而直接代入上式計算，這一改動是符合數(shù)據(jù)運算規(guī)則和微小誤差取舍準則的。但是，這里還忽略了一個問題，那就是標準表的累計脈沖數(shù)沒有另作限定，還是使用了測定基本誤差時對標準表的累計脈沖數(shù)的限定（見規(guī)程的表20），筆者認為這一限定是不夠的，不能滿足標準偏差估計值這一指標的測量要求。

    二、理論分析與數(shù)據(jù)比較

    計量器具特別是計量標準，其標準偏差估計值是一個相對很小的數(shù)值，一般為其允許誤差（或擴展不確定度）的1/5～1/10，規(guī)程的表9和表10中規(guī)定了標準電能表的標準偏差估計值允許值為其基本誤差值的1/10，安裝式電能表的標準偏差估計值允許值為其基本誤差值的1/5。對這一指標的測量所選用的計量標準和測量裝置，其標準偏差估計值s相對于被測計量器具的標準偏差估計值s是可忽略的，一般s應為s的1/3～1/10，否則測量出的標準偏差估計值s就不能說是被測對象的標準偏差估計值，而是標準和被測兩者之和，且標準占了一大部分，這一點在規(guī)程的表14中已作了明確規(guī)定。另外，還應注意的是分辨力的問題，如果測量數(shù)據(jù)是從所選用的計量標準獲得，則其分辨力至少應為被測對象的標準偏差估計值允許值的1/10，否則在被測對象的標準偏差估計值允許值以內就無法分辨。關于分辨力，一般對直流電工儀器來說取決于測量盤的個數(shù)，對模擬指示儀表取決于其分度值，對數(shù)字式儀表取決于其顯示位數(shù)，對于電子式電能表則取決于所設定的累計脈沖數(shù)。

    通過以上分析可以看出，對計量器具或者計量標準的標準偏差估計值的測量，所要求的測量設備是很高的，對于電子式電能表標準偏差估計值的測量，還應對標準表的累計數(shù)字作一規(guī)定，以滿足分辨力的要求，它要比測定基本誤差時的累計數(shù)字要多得多。

    例如：0.1級電子式電能表規(guī)程規(guī)定的標準偏差估計值的允許值為0.01%，用0.02級檢定裝置測量，裝置的標準偏差允許值為0.002%，測定該表的標準偏差估計值正常時應在0.000%～0.010%范圍內，也就是應為十萬分之幾，如果我們在標準表的累計數(shù)字為10000（規(guī)程表20規(guī)定的zui小值）的條件下測定基本誤差和標準偏差估計值，這一累計數(shù)字對于測定基本誤差是滿足要求的，但對于測定標準偏差估計值這一指標就太少了。因為假設重復測量次數(shù)為6 次，在這種情況下的測量結果是6次中標準表的累計數(shù)字都相等，則標準偏差估計值為0.000%；其次為6次中標準表的累計數(shù)字有5次相等，有一次比這 5次多1個或少1個脈沖，我們用標準表的各次累計數(shù)字來計算標準偏差估計值。從理論上講，這種方法是引用了zui原始的數(shù)據(jù)，應該是zui可靠的，此時計算得到的標準偏差估計值為0.004%，也就是說0.001%、0.002%、0.003%這3個數(shù)在這種情況下是根本得不到的！

    下面列出在重復測量次數(shù)為5次、6次和10次時，標準表的累計數(shù)字與得到的除0.000%外的zui小標準偏差估計值（按0.0001間隔化整）：

    從上表可以看出，增加重復測量次數(shù)可以使獲得的非0zui小標準偏差估計值減小，但其效果不大，解決的辦法只能是增加標準表的累計數(shù)字，增加的程度可定為測定基本誤差時標準表的累計數(shù)字的10倍，也就是一個十萬分之幾的指標是沒法在10000個脈沖中較好的分辨出來，而在100000個脈沖中可以較好地分辨出來。測定基本誤差和標準偏差估計值指標時標準表的累計數(shù)字應不少于下表要求：

    在測定電子式電能表的基本誤差時，對標準的不確定度及標準和被檢的累計脈沖作了嚴格限定，這是符合微小誤差準則的。而電子式電能表標準偏差估計值這一指標的測量，只限定檢定裝置的標準偏差估計值是不夠的，對標準表的累計數(shù)字也應作一限定，無論采用哪種測定方法，所選取的設定值應使標準表有足夠的累計脈沖，以滿足分辨力的要求，否則得到的數(shù)據(jù)就不可靠。

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