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示值是指由測量儀器或測量系統給出的量值。示值可用可視形式或聲響形式表示,也可傳輸到其他裝置。示值通常由模擬輸出顯示器上指示的位置、數字輸出所顯示或打印的數字、編碼輸出的碼形圖、實物量具的賦值給出。示值與相應的被測量值不必是同類量的值。

中文名:示值

外文名:indicating value

類 別:儀器儀表

測量儀器

註:(1)由顯示器讀出的值可稱為直接示值,將它乘以儀器常數即為示值。

(2)這個量可以是被測量、測量信號或用於計算被測量之值的其它量。

(3)對於實物量具,示值就是它所標出的值。

這裡是指在讀數瞬間,由測量儀器的指示裝置所提供(給出)的、以被測量單位表示的被測量值;如果指示裝置標尺上標註的單位不是被測量單位,則直接讀取的量值稱為標尺值或直接示值,需乘以儀器常數後才算是測量儀器的示值。

示值的概念既適用於測量儀器,也適用於實物量具。對於帶指示裝置的量具,其給出示值的方式與測量儀器相似,諸如可變電容器信號發生器等;對於無指示裝置的量具,諸如量塊砝碼標準電阻器等,則其標出的值或標稱值就是示值。

對於模擬式測量儀器而言,示值的概念也適用於相鄰標尺標記間的內插估計值。對於記錄式測量儀器而言,示值可理解為在給定的時刻,記錄裝置的記錄元件(如筆頭)的位置所對應的被測量值。總之,這個示值可以是被測量值、測量信號的值或用於計算被測量值的其它量值。顯然,示值有時就是測量結果。

測量儀器的示值是個經常用到的重要概念之一。校準或檢定測量儀器時,主要的工作就是給儀器賦值或確定它們的示值誤差;使用測量儀器時,主要關心的也是其示值誤差對測量結果的影響。

誤差

測量儀器示值誤差

測量儀器示值誤差可簡稱為測量儀器的誤差,按技術規範JJ FI O01 一 19 9 8定義為:測量儀器示值與對應輸 入量的真值之差。 就實物量具(例如 : 祛碼、量塊、量瓶 )而言,示值就是它所標出的值, 即標稱值)。 從這一定義,結合到測量誤差的定義,那麼,示值誤差Δ 等於測量儀器的示值x減對應的輸人量之值xs(或約定真值)Δ=x-xs。和測量誤差一樣,和測量誤差一樣,Δ恆具有一個符號,非正即負,而不可能是個誤差限,具有正負號(±)。 在JJF1 094中,xs被說明為測量標準復現的量值,即約定真值。 ;[1]

對於測量儀器而言,相當多的測量儀器只用相對示值誤差δ作為其特性參數並定義:

δ=Δ/xN

近似值為δ=Δ/xN

也還有些測量儀器用引用誤差γ作為其特性參數 , 定義為γ=Δ/xN

式中 :xN一引用值 , 也稱為特定值 , 可以是測量儀器的量程或標稱範圍的上限。

按以上定義 ,δ 與γ 的符號與Δ一致。

測量儀器的三種最大允許誤差

測量儀器的最大允許誤差可簡稱為最大允許誤差,其符號為MPE,其絕對值用MPEV。按JJF1001一1998定義為:對給定的測量儀器,規範、規程等所允許的誤差極限值。有時也稱測量儀器的允許誤差限。

測量不確定度定義所給出的概念,上述誤差限或誤差極限值也是不確定度的一種,無非其概律p接近100% ,他所給出的置信區間具有p≈100%,而這種概率在不確定度評定中是不實用的(按 《GUM 》),而按其分布評定所導 致的標準偏差 (標準不確定度 ),按《 JJFI059 》5、6 節MPEV就是分散區間半寬a,例如按均勻分布計算其標準不確定度u時,乘以轉換係數 b=0.6 (l根號3≈0.6 )即可。即u(x)=bMPEV=0.6MPEV。 通過三種最大允許誤差絕對值

通過三種最大允許誤差絕對值MPEV,MPEV(δ),MPEV(γ)計算標準不確定度問題:

在技術規範 《JJ F1059 》5、6 節中所給出的規則只是針對MPEV=a得出

u(x)=a/k=ab=b·MPEV

因此, 必須把MPEV(γ)計算成MPEV後再作評定。

誤差及合格

高壓電能表作為典型的節能降耗產品,其應用越來越廣,研製了一套高壓電能表計量特性檢測裝置,並對其檢測原理進行了分析,提出了一種標準電能定量法,對高壓電能表的電能量示值誤差進行測試和不確定度進行分析,從而對其進行合格評定,保證了電能計量的準確,為高壓電能表電能量定量檢驗核查問題提供了參考。 [2]

高壓電能表計量特性檢測裝置的研製

高壓電能表計量特性檢測裝置主要是實現對10~35kV高壓電能表整體誤差的檢測,由於高壓電能表在線路上的連接與傳統電能表在低壓線路的連接方式類似,將高壓接線端子接入電網,電能表就能正常工作,所以高壓電能表的檢測方法與低壓線路的電能表類似,但需在高壓校表台上完成高壓電能計量裝置整體誤差的檢測。

研製的高壓電能表檢測裝置有功等級為0.1級,無功等級為1級,裝置包含低壓功率源、低壓控制櫃、自升流電流互感器、自升壓電壓互感器、高壓電能表檢定台、無功補償單元和高壓電能表檢定管理系統,能同時檢定4台不同常數的高壓電能表。 電能量示值誤差及不確定度分析

採用標準電能定量法,利用研製的0.1級高壓電能表檢測裝置對高壓電能表的電能量示值誤差進行測試,並對其不確定度進行分析,從而對其進行合格評定。

根據被檢驗的高壓電能表的實際參數,適當選取一定量值的電能量值,即根據標準電能表控制檢驗裝置的輸出量,當檢驗裝置輸出達到此電能量時,檢驗裝置輸出的電能自動停止,自動讀取被檢高壓電能表的累計電能量。計算被檢高壓電能表累計電能量的示值誤差:

公式中γD為高壓電能表檢驗裝置的已定系統誤差(%),不需要修正時γD=0;DB為高壓電能表檢驗裝置輸出的標準電能量值,kWh或MWh;Dx為被檢高壓電能表電能量示值,kWh或MWh。

試驗中選取一隻Un=10kV,In=500A,Imax=600A,有功能量脈衝常數:800imp/MWh,有功電能表準確度0.5S級的一個三線三相高壓電能表進行測試,根據被檢驗的高壓電能表的實際參數,適當選取10MWh的電能量,由標準電能表控制檢驗裝置輸出,當裝置輸出達到10MWh時,停止輸出,此時裝置自動讀取被檢高壓電能表的計度器累計電能量(kWh或MWh),利用計算被檢高壓電能表計度器累計電能量的示值誤差。

被檢高壓電能表在Un=10kV,Imax=600A,cosφ=1.0條件下重複進行5次獨立測量,分別得到各次的電能量示值誤差,則對應的標準偏差估計值S=0.007071%。

利用該方法所得到的示值誤差的可靠程度和量值傳遞的一致性取決於其不確定度的大小,而在檢驗過程中不確定來源主要有:高壓電能表檢定裝置的誤差導致的不確定的分量,該不確定度分量來源於高壓電能表標準裝置的最大允許誤差;被檢高壓電能表誤差化整產生的不確定度分量;被檢高壓電能表和標準裝置測量重複性引起的不確定度分量。

在Un=10kV,Imax=600A,cosφ=1時各不確定度分量,各分量不相關,合成標準不確定度計算: 公式中ci=1,取不確定度分量的靈敏係數為1;

u(x1)為高壓電能表檢定裝置的誤差導致的不確定的分量;u(x2)為被檢高壓電能表誤差化整產生的不確定度分量;u(x3) 為被檢高壓電能表和標準裝置測量重複性引起的不確定度分量。


參考文獻

  1. [李慎安.測量儀器示值誤差不確定度與最大允許誤差:中國計量, 2003 (8) :66-67]
  2. [代燕傑 , 孫慧 , 文燕.高壓電能表電能量示值誤差及合格評定方法:電測與儀表,2013]