在線标定出廠水流量計初探

 本(běn)文通過對國家計量(liàng)檢定規程 JJG596-1999《電(diàn)子式電能表》（以下簡稱(chēng)規程）關于标準偏差估計值這一指标的測量(liàng)分析，提出了測量這一(yī)指标時标準表的zui少累(lèi)計數字與基(jī)本誤差檢定(dìng)時标準表的zui少累(lèi)計數字要求是不(bú)同的，前(qián)者應爲(wèi)後者的 10倍。

    一(yī)、問題的提出

    原國家計量檢定規(guī)程 JJG596-1989《電子(zǐ)式電能(néng)表》中，關于(yú)标準偏差估計值的測量在規(guī)程第(dì) 17款規定： “在(zài)額定電壓、額定頻率和标定電流下，對功率因數爲 1和 0.5（ L）兩個負載點分别做不少于 5次的相對誤差測量，然後(hòu)按下式計算(suàn)标準偏差估計值(zhí) s（ %）。

    s=

    式(shì)中： n———對每個負載點進行重複測量的次(cì)數， n≥5； γ———第 i次測量(liàng)得(dé)出的相對誤差（ %）； γ———各次(cì)測量得出的相對誤差平均值（ %）。即：

    γ=

    計算标準偏差估計值時，要用化(huà)整後的相對誤差 γ（ %）來計算。 ”

    新規(guī)程(chéng) JJG596-1999《電子式電能表》對該款作了修(xiū)改，将zui後一段 “計(jì)算(suàn)标準偏差估計值時(shí)，要用(yòng)化整(zhěng)後的相對誤差 r（ %）來計算。 ”删掉，也就是說計(jì)算标準偏(piān)差估(gū)計值時，不必對測量到的各次相對誤(wù)差 r（ %）化整(zhěng)，而(ér)直接代入上式計算，這(zhè)一改動是符合數據運(yùn)算規則和微小(xiǎo)誤(wù)差取(qǔ)舍準則的(de)。但是，這裏還忽略了一個問題，那就是标準表的累計脈沖數沒有(yǒu)另作限定，還是使用了測定基本誤差時對标準表的累計脈(mò)沖數的限定（見規程的表 20），筆者認爲(wèi)這一限定是不夠的，不能滿足(zú)标準偏差估計(jì)值這一指标的測量要求(qiú)。

    二、理論分析(xī)與數據(jù)比較(jiào)

    計量器具特别是(shì)計量标準，其标準偏差估計值是一個相對很小(xiǎo)的數(shù)值，一(yī)般爲其允許誤差（或(huò)擴展不确定度）的 1/5～ 1/10，規程的表 9和(hé)表 10中規定(dìng)了标準電能表的标準偏差估(gū)計值允(yǔn)許值爲其基本誤差值(zhí)的 1/10，安裝式電能(néng)表的标準偏差估計值允(yǔn)許值爲其基本誤差值的 1/5。對這一指标的(de)測量所選用的計量标準和測(cè)量裝(zhuāng)置，其标準偏差(chà)估計值 s相對于被測計量(liàng)器具(jù)的标(biāo)準偏差估計值 s是可(kě)忽略的(de)，一般 s應爲 s的 1/3～ 1/10，否則測量出的标準偏差(chà)估計(jì)值 s就不能說是被測對象的标準偏差估計值，而是标準和被(bèi)測兩(liǎng)者之和，且标準(zhǔn)占了一大部分，這一(yī)點在規程(chéng)的表 14中已作了明确規定。另外，還應注意的是分辨力的問題，如(rú)果測量數據是從所選用的計量标準獲得(dé)，則其分辨力至少(shǎo)應爲被測對象的标準偏差估計值允(yǔn)許值的 1/10，否則在(zài)被測(cè)對象的(de)标準偏差(chà)估計值允許值以内就無法分辨。關于分辨力，一般對直流電工儀器來說取決于測(cè)量盤的個數，對模拟指示儀表取決于其(qí)分度值，對數字式儀表取決于其顯示位數，對于電子式(shì)電能表則取(qǔ)決于所設定(dìng)的累計脈(mò)沖數。

    通過以上分析可以看出，對計量器具或者計量标準的标準偏差估計值的測量(liàng)，所要求的測量設備是很高的，對于電子式電能表标準(zhǔn)偏差(chà)估計值的測量，還應對标準表的累計數字作一規定，以滿足(zú)分辨力的要求，它(tā)要比測(cè)定基(jī)本誤差時的累計數字要多得多。

    例如(rú)： 0.1級(jí)電子式電能表規程規定(dìng)的标準偏差估計值的允許值爲 0.01%，用 0.02級檢(jiǎn)定裝置測(cè)量，裝置的标準偏差允許值爲 0.002%，測定該表的标準偏差估計值(zhí)正常(cháng)時應(yīng)在 0.000%～ 0.010%範圍内，也(yě)就是應爲十萬分之幾，如果我們在标準表的累計數字爲(wèi) 10000（規程(chéng)表 20規定的zui小值）的條件下測定基本誤差和标準偏差估計值，這一累計數字對(duì)于測定(dìng)基本誤差是滿足要求的(de)，但對于測定标準偏差估計值這(zhè)一(yī)指标就(jiù)太少了。因爲假設重複(fú)測量次數爲 6 次，在這種情況下的測量結(jié)果是 6次(cì)中标準(zhǔn)表的(de)累計數字都相等，則(zé)标準偏差估計值爲 0.000%；其次爲 6次中标準表的累(lèi)計數字有 5次相等，有一次比這(zhè) 5次多(duō) 1個或少 1個(gè)脈沖，我們用标準表的各次累計數字來(lái)計算标準偏差估計值。從理論上講，這種方法是引用了zui原始的數據，應該是zui可靠(kào)的，此時計算得到的标準偏差估計值爲 0.004%，也就是說 0.001%、 0.002%、 0.003%這 3個數在這種情況下是根本得不到(dào)的！

    下面列出(chū)在重複測量次數爲 5次、 6次(cì)和 10次時，标準表的累計數字與得到的除 0.000%外的zui小标準偏差估計值（按 0.0001間(jiān)隔化整）：

    從上表可以看出，增加重(zhòng)複測量次數可以使獲得的(de)非 0zui小标準偏差估計值減小，但其效果不(bú)大，解決的辦法隻能是增加标(biāo)準表的累計數字，增(zēng)加的程度可定爲測定基本誤差時标準表的累計數字的 10倍，也就是一個十萬分之(zhī)幾的指标是沒法(fǎ)在 10000個脈沖中較好的分辨出來(lái)，而(ér)在 100000個脈沖中可以較好地分辨出來。測定基本(běn)誤差和标準偏差估計值指标時标準表的(de)累計數字應不少于下表要求：

    在測定電(diàn)子式電能(néng)表的基本誤差時，對标準(zhǔn)的不确定度及标準和被檢的累計(jì)脈沖作了嚴(yán)格(gé)限定(dìng)，這是符合微小(xiǎo)誤差準則的。而電子式電能表标準偏差估計(jì)值這一指标的測量(liàng)，隻限(xiàn)定檢定裝置的标(biāo)準偏差估計值是(shì)不夠的，對标準表的(de)累計數字也應(yīng)作一(yī)限定，無論采用哪種測定方法(fǎ)，所選(xuǎn)取的(de)設定值應使(shǐ)标準表(biǎo)有足夠的累計脈沖(chòng)，以(yǐ)滿足分辨力的要求(qiú)，否則得到的數據就不可靠。

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