关于电子式电能表检定装置几个问题的说明

NKJH123456 · 发表于 2010-5-28 19:33:18

由于电子式电能表构造不同，用来检定电子式电能表的检定装置也有所不同，电能表检定装置的定型鉴定、样机试验、计量监督和验收试验以及首次和周期检定也有所不同。作为两个规程的主要起草人，现将经常遇到的问题加以简要说明，以便在实际工作中实现电能量值的统一。
　　1电子式电能表检定装置的定型鉴定、样机试验、计量监督和验收试验应按照国家计量技术规范JJF10361993《交流电能表检定装置试验规范》的规定进行；电子式电能表检定装置的首次检定、周期检定和仲裁检定应按照国家计量检定规程JJG5971989《交流电能表检定装置》的规定进行。
　　2电子式电能表与感应式电能表在构造上的最大区别，是电流回路与电压回路不能分开，而我国大量应用的是虚负荷法电能表检定装置，它的特征是电流回路与电压回路分开，感应式电能表有一个挂钩，检定时将挂钩分离，这时电能表的电流回路与电压回路分开，检定完毕，将挂钩重新挂好，电流回路与电压回路不再分开，这样检定要求和使用要求都得到了满足。电子式电能表不能实现电流回路与电压回路的分开，不能在虚负荷法电能检定装置上检定。
　　3电子式电能表应在实负荷法电能表检定装置上检定。实负荷法电能表检定装置的特征是电流回路与电压回路不能分开，国外使用实负荷法检定装置，这种装置制造困难，造价很高，我们可以将虚负荷法的检定装置加以改造，使两种电能表都能检定，从而节约资金。
　　4电子式电能表检定装置的电压互感器应使用专用的隔离电压互感器，普通的电压互感器初级接被检电能表，次级接标准电能表，互感器的误差来源于负载，次级标准表的负载是稳定的，互感器的合成误差是稳定的，装置的整体误差也是稳定的。电子式电能表检定装置的电压回路需要隔离，被检电能表就不能接在电压互感器的初级，只能接在电压互感器的次级，有些装置将标准电能表接在电压互感器的初级，这是错误的。如前所述，电压互感器的误差来源于负载，当电压互感器的次级接1只表、2只表……12只表……24只表……N只表时，电压互感器的负载发生了很大的变化，误差也随之变化。电子式电能表检定装置有时也检定感应式电能表，两者相比负载相差是很大的；这时互感器的合成误差是一个变化的值，装置的整体误差也是一个变化的值，由于情况复杂，保证检定装置的整体误差非常困难。
　　最好的办法是使用专用的隔离电压互感器，这种互感器初级是供电绕组，次级为比例绕组。我们把标准电能表接在次级比例绕组的1号W21(W表示绕组，2表示次级或二次，1表示第一个比例绕组)上，被检电能表接在次级比例绕组的任意位置上，只要包括W21，这时无论是接了1只表、2只表……12只表……24只表……N只表，也无论是哪种电能表，无论负载怎样变化，U21、U22、U23、U24、U25……U2N(U表示电压，2表示次级或二次，1表示第1个比例绕组、2表示第2个比例绕组、N表示第N个比例绕组)就能保证装置整体误差的要求。
　　5专用隔离电压互感器的检定应按三绕组互感器的检定方法进行，由初级(供电绕组)供电，次级(比例绕组)的各个比例绕组互相比较U21/U22；U21/U23，U21/U24……U21/U2N；这种检定可以与标准电压互感器比较，也可以用自校法进行，负载一般应在额定负载8VA，COSφ=0.8；下限负载2VA，COSφ=0.8的负载下进行。
　　6有些电子式电能表检定装置使用隔离变压器代替电压互感器，这是不允许的。因为许多互感器的性能是变压器所不具备的，比如稳定性等，而且也违背了国家标准和国家计量技术规范的规定，应按照JJF1036－1993表7和JJG597－1989表4的规定配置互感器。
　　7电子式电能表检定装置的测量误差和标准偏差估计值的检定应按JJF1036-1993第29条、30条、31条和JJG597－1989第31条、32条的规定进行。但是，应该在每个测量回路分别进行，只要有一个回路不合格即判断为不合格。
作者单位:河南省计量测试研究所

NKJH123456 · 发表于 2010-5-28 19:34:05

国家计量技术规范JJF1033-2001《计量标准考核规范》对所采用的计量标准器具、配套设备,以及所开展的检定/校准项目的准确度指标,要求填写“不确定度或准确度等级或最大允许误差”；JJF1069-2000《法定计量检定机构考核规范》要求填写检定/校准“准确度等级或测量扩展不确定度”；实验室国家认可的校准项目则是填写“不确定度/准确度等级”。这几种表述方式,表面看来仅仅在文字上有所区别,而实际上在对不确定度如何表达的问题上,存在不同的理解和误区。例如,JJF1033-2001对计量标准器具、配套设备不确定度的解释是“已知测量仪器或量具的示值误差,并且需要对测量结果进行修正时,填写示值误差的测量不确定度”；另JJF1033-2001对所开展的检定及校准项目不确定度的解释是“指用该计量标准检定或校准被测对象所给出的测量结果不确定度,其中不应包括由被测对象所引入的不确定度分量”（见JJF1033-2001国家统一宣贯教材《计量标准考核规范实施指南》,中国计量出版社）。对仪器的不确定度,在同一规范中,已有不同的理解,在其它规范中的含义也各有区别。还有不少专家提出用不确定度表示测量仪器的特性,根本就是不合适。为了对表述测量仪器的准确度指标有统一和清晰的理解,对仪器准确度等级、最大允许误差和不确定度的意义和内在联系进行分析和探讨,是十分必要的。
1. 准确度等级是用符号表示的准确度档次
2.       测量仪器准确度是定性概念。这个问题在JJF1001-1998《通用计量术语及定义》,JJF1059-1999《测量不确定度的评定与表示》,BIPM、ISO等七个国际计量组织1993年颁布的《国际基本和通用计量名词术语》（VIM）、ISO等7个国际组织于1993年正式颁布《测量不确定度表示指南》（GUM）已有明确的解释。JJF1033-2001《计量标准考核规范》也已将JJF1033-1992中对计量标准准确度赋予一个定量计算公式的规定作出修订,以测量结果不确定度取代。明确测量仪器准确度是定性概念,以和国际接轨以及和上面规范保持一致是十分必要的。由于VIM和GUM是以多个国际组织的名义联合颁布,国际上各个组织也在逐渐消除这种不规范的表述。对于一些不合适的表达,如“二等活塞压力计的准确度为±0.05%”,只能是对标准、规范等文件的修订逐步改正。
测量仪器的准确度等级的表达必须依据计量检定规程、检定系统表、OIML国际建议、标准或其它技术文件。通常按绝对最大允许误差表示的测量仪器,其级别用大写拉丁数字、罗马数字或阿拉伯数字表示,必要时还可以用字母附以阿拉伯数字。例如：砝码分为E1,E2,F1,F2,M1,M2,M11,M22级。按引用最大允许误差或相对最大允许误差表示的测量仪器,用阿拉伯数字表示,而且常用百分数表示而略去百分符号。例如：弹簧式精密压力表,分为0.05级,0.1级,0.16级,0.25级,0.4级,0.6级。按等划分的测量仪器,用中文数字或阿拉伯数字表示,例如,二等活塞压力计,3等量块。# G; ~7 C$ |$ U
但遗憾的是,受习惯的影响,目前还是有一些人认为准确度等级既然包含数量,作为定量表示未曾不可。诚然,对于某些以引用最大允许误差或相对最大允许误差表示的测量仪器仪器,准确度等级与仪器的最大允许误差有比较直接的对应关系,如0.25级、0.4级弹簧管式精密压力表的最大允许误差分别为测量上限的±0.25%和±0.4%,1级材料试验机在测量范围内（量程20%～100%）的最大允许误差为±1.0%。所以有人以偏概全,以为都是这种情况,以此出现了诸如“上级标准的准确度为被检仪器准确度1/3”的错误表达。这种观点显然不具有普遍的意义,比如对于F1级砝码,说其准确度的1/3,会令人不知所云。以数字表达的准确度等级和仪器的最大允许误差也不一定直接对应,如一级照度计的最大允许误差±4%,二级照度计的最大允许误差为±8%。等同国际标准ISO376:1999的国家标准GB/T136342000《试验机检测用测力仪的校准》,把适合于检定1级材料试验机的标准测力仪定义为1级测力仪,这种测力仪的各项技术指标略高于现行的JJG144-1992标准测力仪检定规程中0.3级测力仪。由此看出,准确度等级只是一个档次的的符号,不能作为一个量。
顺便说明,不能用精度或精密度代替准确度,精度只表示随机效应的影响,与之对应的另一个名词是正确度,表示系统效应的影响,只有准确度才包含了随机效应和系统效应。
2. 不确定度或最大允许误差是准确度的量化
我们回头再看看准确度等别和级别的概念。等是指计量器具、特别是标准计量器具的实际值的扩展不确定度档次,以等划分的仪器使用实际值或依据检定/校准结果对示值修正使用；级则计量器具示值允许误差大小的档次,以级划分的仪器直接使用示值,不需要修正。
当测量仪器没有划分准确度等别,或者考虑给准确度等别予以量化时,直接给出实际值的扩展不确定度,即上级对其检定/校准的测量结果不确定度；当测量仪器没有划分准确度级别,或者考虑给准确度级别予以量化时,直接给出其示值最大允许误差。这才是所谓的“准确度等级或不确定度或最大允许误差”。
有些测量仪器只能按等划分,例如活塞式压力计、标准硬度块；有些测量仪器只能按级划分,例如经纬仪、百分表；有些计量器具既按等划分,又按级划分,例如量块、标准电池。对应到不确定度或最大允许误差意义为,以等使用的测量仪器可以用准确度等别表示,也可以用实际值或修正值的不确定度表示；以级使用的测量仪器可以用准确度级别表示,也可以用最大允许误差表示,还可以给出评定示值误差的测量不确定度,这时,测量不确定度对仪器的使用者并没有直接的意义,只是用于表示对检定/校准仪器实验室的能力和对被检定/校准仪器符合最大允许误差要求进行判定的合理性。
所以填写测量仪器“准确度等级或不确定度或最大允许误差”,存在不同的选择,可填写其中的一项、两项或三项。
  a) 在存在准确度等级的前提下,只填写准确度等级是最简单明了。对于多参数和分部检定的测量仪器,如经纬仪、声级计,填写准确度等级是最合适的。这类仪器使用时,必须从计量检定规程等技术文件中找出该准确度等级所对应的不确定度或最大允许误差。
b) 用最大允许误差表示时,对于用相对误差或引用误差表示的仪器,其整个量程最大允许误差一般是相同的；而对于用绝对误差表示的仪器,其整个量程最大允许误差是不同的,这样,只能给出仪器测量上下限对应的允许误差。这类仪器使用时,由于不进行修正,仪器带来的不确定度主要是仪器的示值误差引起的。所以最大允许误差对应于仪器的使用的准确度,通常可以假设仪器的示值误差在最大允许误差范围内均匀分布对仪器带来的不确定度进行计算。
c) 对于使用实际值或者依据示值误差对指示值进行修正的仪器,必须填写实际值不确定度。这类仪器由于修正使用,仪器带来的不确定度主要是对该仪器进行检定/校准的测量不确定度。所以不确定度这个参数对仪器使用的准确度影响是最直接的。
对于校准实验室所开展的项目,因为校准不一定作出符合性判断,这时测量不确定度成为衡量和比较实验室能力的唯一指标。填写测量不确定度表示的校准测量能力,是有必要的,但校准测量能力并不是简单的不包括由被测对象所引入的不确定度分量的测量不确定度。测量不确定度是针对测量结果进行评定,对其简单粗暴的肢解,无论在理论还是实际都是行不通的。如GUM中关于比较法校准量块的最典型例子,其中一个分量是以量块长度乘以被校量块与参考温度偏差为灵敏系数,再乘以被校量块与标准量块间热膨胀系数差的标准不确定度；另一个分量是以量块长度乘以标准量块的热膨胀系数为灵敏系数,乘以被校量块与标准量块间温度差的标准不确定度。被检定/校准对象和各个不确定度分量之间的关系是剪不断的,被检定/校准对象对于不确定度的计算是不能排除在外,只是可以计算被测对象处于一个正常而影响最小的状态,这时就是校准测量能力（也称最佳测量能力）。
对于检定工作,由于依据检定规程开展工作时,测量不确定必然不超出一个合理的控制范围,测量不确定度是表示可以符合检定系统的要求。
另外,对于比较简单的检定系统,除了基准、标准器具可能只有一个等级,工作器具也可能只存在一个等级,如金属布氏硬度计,是用国家基准（包括国家基准、副基准、工作基准）检定标准硬度块,再用标准硬度块检定工作硬度计,标准块和工作硬度计分别只有一个等别和级别,由于标准硬度块的测量不确定度和工作硬度计最大允许误差和压头、试验力等有关,只能给出一个范围,表述起来相当复杂和不便,对这种情况,只要在不会引起混淆,硬度块的准确度等级可用标准级表示,硬度计的准确度等级用可工作级表示,而不需要填写硬度块的不确定度以及硬度计的最大允许误差。
. 由此,可以看出测量仪器不确定度指标在法定计量技术机构进行计量标准考核、机构考核,实验室认可中的涵义应该是统一的,虽然有不同的侧重点。

NKJH123456 · 发表于 2010-5-28 19:36:18

非自动衡嚣新检定规程理解
国家非自动衡器新检定规程共四个，包括JJG555—1996《非自动秤通用检定规程》、JJG13—1997《模拟指示秤》、JJG14—1997《非自行指示秤》、JJG559一1997《数字指示秤》。

这几个规程等效采用国际法制计量组织（OIMU)非自动衡器国际建议R76，将原来的十几个旧规程，用一个新通用规程和三个新专用规程代替。这几个新规程自1998年3月1日起施行。

由于非自动衡器量大面广，且新旧规程内容有较大变动，而目前贯彻实施中还有许多问题。因此，本文对新旧规程差异较大的几个问题进行了总结归纳。

一、适用范围。旧规程仅适用于计量检定，而新规程还适用于定型鉴定、样机试验和产品质量抽查、这在新旧规程的适用范围中都有明确规定。另外，新规程也适用于计量监督管理，虽然在新规程的适用范围中无明确规定，但通用规程第10章为“计量管理”，其内容十分丰富，规定了许多管理内容：而三个专用规程第6章为“后继计量管理”，对随后检定和使用中检验作了专门规定。

此外，对于计量检定测试部门多次重复进行的周期检定，在旧规程中称为“使用中秤的检定”，而在新规程中取消了使用中检定的概念，将周期检定作为随后检定的一种。增加了使中检验的概念，并明确规定使用中检验是一种监督性检验。虽然使用中检定和使用中检验从字面上看仅一字之差，但其内涵却有着较大差别，前者仅仅是按规程对秤的计量性能进行检定，是指计量技术工作；而后者不仅要评价秤是否符合检定规程的要求。还要评价秤是否处于良好的工作状态。使用是否正确、可靠。它不仅包括技术工作，而且还包括计量管理工作。从这个意义上说，不仅计量检定人员应掌握新规程，计量管理和行政执法人员也应学习掌握新规程。

二、最小秤量。在旧规程中，除刀JJG510—1987《电子吊秤》中，A级最小秤量100e，B级最小秤量40e外。其余各检定规程均规定最小秤量为“中准确度级为50e或50d”，“普通准确度级为10e或10d”。而在新规程中规定。最小秤量中准确度级为20e。普通准确度级为10e。对于中准确度级的秤，新规程比旧规程将秤量范围扩大了30e，也可以说将最小秤量从原来50e向下延伸至20e。这样，在实际使用中，小秤量范围秤量时的相对误差增大，特别是20e时最大，达到5％，这就要求中准确度级的秤有更高的灵敏度和可靠性。

三、最大允许误差。在旧规程中，使用中的秤检定允许误差为新制造和修理后的两倍，周期检定执行使用中秤的最大允许误差。在新规程中，仅规定了首次检定的最大允许误差的具体数值。对于使用中检验，规定“其最大允许误差为首次检定最大允许误差的两倍”。对于随后检定，各新规程正文中都规定：“随后检定的最大允许误差执行首次检定的规定”，并在名词术语中规定：“随后检定包括周期检定，修理后检定，新投入使用强制检定的秤使用前申请的检定，周期检定有效期未到前的检定”。据此规定。周期检定应执行首次检定的最大允许误差。但在刀用JJG13—1997《模拟指示秤》和风JJG14—1997们归自行指示秤》前言第三段中则规定：“在随后检定中，除修理后检定执行首次检定最大允许误差外，其余均执行首次检定最大允许误差的两倍”，而在JJG539—1997《数字指示秤》前言中规定在随后检定中（修理后检定除外），除光栅秤、机电秤、电子吊秤执行首次检定最大允许误差的两借外，其余均执行本规程的规定”。由此看来，各种秤修理后检定仍执行首次检定的最大允许误差。这与各新规程正文中的规定及各旧规程的规定都是一致的。而在周期检定中，台秤、案秤、地中衡等非自行指示秤、弹簧度盘秤等模拟指示秤、光栅秤、机电秤、电子吊秤三种数字指示秤的允许误差为首次检定最大允许误差的两倍。这与各新规程正文中随后检定的最大允许误差执行首次检定”的规定是相矛盾的，却与旧规程使用中秤的检定允许误差相一致。这可能是贯彻实施R76中，根据我国现有衡器的技术水平，对周期检定时的要求予以放宽。对除前述以外的电子秤（数字指示秤），周期检定中则必须执行首次检定的最大允许误差。所以不能笼统他说，使用中的非自动衡器的检定，各检定段的允许误差都扩大一倍。而要区别秤的种类，根据规程的要求检定。

四、偏载测试。在各新检定规程中均规定“偏载测试时，同一砝码在不同位置的示值，其误差应不大于该秤量的最大允许误差。对于承载器的支承点个数N≤4的秤，在每个支承点上施加的砝码约等于最大秤量的1/3。对于承载器的支承点个数N＞4的秤，在每个支承点上施加的砝码约等于最大秤量的1/N-1”。在旧规程中，除JJG539— 1988《电子计价秤》，JJG668—1990《固定式电子秤》的规定与上述一致外，其余旧规程则规定各承重点之间的差值不应大子允许误差的绝对值”；各承重点上依次加放1/10秤量的砝码。”由此可以看出：新旧规程不仅检定时要求加放的砝码不同，新规程要求加放的量比旧规程多，而且承重点之间的允许误差的计算也大不相同，新规程所指的示值误差是秤的示值与法码质量约定真值之差。即：示值误差=秤的示值-砝码质量值。旧规程所指的各承重点之间的差值，是指加放同一砝码时，示值最高的承重点的示值与示值最低的承重点的示值之差，即：示值差值=最高示值-最低示值。或者用最大正误差与负误差中绝对值最大的误差的绝对值之和计算。

例如：对一台TGT—500型合秤进行周期检定，按新规程规定，各承重点依次加放160kg砝码，示值分别为160.3kg、160.2kg、159.7kg、159.8kg，则示值误差分别为＋0.3kg、＋0.2kg、-0. 3kg、-0.2kg，此时秤的分度数为800e，在500＜m≤2000的秤量段内，最大允许误差为±20e(e=d=0.2kg)，所以偏载测试合格。而按旧规程规定。各承重点依次加放50kg砝码，示值分别为50.15kg、50.10kg、49.90kg、49.85k）示值误差分别为＋0.15kg，+0.10kg、-0.10kg、-0.15kg，此时秤的分度数为250e，在0≤m≤500的秤量段内，最大允许误差为±1.0e。所以各承重点的示值都不超差，但承重点间示值的差值为50.15kg-49.85kg＝0.3kg，已超过该秤量的最大允许误差，承重点偏载检定不合格。

五、标准砝码。对检定标准器，新旧规程规定的差异有：

1.法码等级：新规程规定：“检定用标准砝码的误差，应不大于秤相应秤量最大允许误差的1/3”。这符合国家《质量计量器具检定系统》的规定，也与现行硷码检定规程中规定的砝码等级相适应。而在旧规程中规定：“秤的计量性能用四等砝码进行检定”，就目前的实际情况看，大部分计量检定部门仍用原四等莅码检定秤，砧码的误差完全能满足新规程对标准器的要求。

2.替代数量方面：新规程规定：“当被检定秤的最大秤量大于1t时。可使用其他恒定载荷来代替标准砝码，前提是至少具备1t标准砝码或是50％最大秤量的标准砝码，两者应取其大者”；而旧规程在正文中仅规定：“检定时若标准砝码数量不够用，可用替代法”，未规定替代量、而在刀615—1985《固定式杠杆秤》附录中规定为大于或等于1／5秤量。可见新规程规定所用标准砝码，当不考虑重复性误差时为旧规程的2.5倍以上。新规程还规定：满足下列条件：标准砝码可以减少，而不是50％最大秤量。若重复性误差不大于0.3e，可减少至35％最大秤量；若重复性误差不大于0.2e，可减少至20％最大秤量”。这就是说只要重复性误差满足要求，也可只用1／5最大秤量的标准砝码，这样既有原则性，又有灵活性。

3.替代方法：在三十新专用规程中，都对使用替代物进行秤量测试方法、步骤做了具体现定（见JJG13—1997和JJG14—1997第5.2、3.2条及JJG539—1997第5.2、4.3条）。旧规程正文中元替代方法的规定，只在JJG15—1985附录中做了简单规定，其他参照JJG15—1985。新规程规定的替代步骤首先是测试50%最大秤量重复性误差；其次根据此误差大小和前面的要求确定允许的替代量；最后逐次替代测试至最大秤量。旧规程则对重复性误差元要求，若替代过程重复性误差大，则很难保证秤量较大时秤的准确度。

六、检定项目。新规程中将检定中的每一项称为测试；而在旧规程中称为检定。根据计量检定的定义：检定是评定秤的计量性能，确定其是否符合法定要求所进行的全部工作。所以新规程中将每一项工作称为测试更合适。除此以外,新旧规程还有以下差异：1.新规程较旧规程（除JJG539—1988、JJG668— 1990外）在必须检测的秤量中，增加了最小秤量测试。这是保证非自动秤在其秤量范围内准确度的重要措施，旧规程未规定测试最小秤量，不能确定该秤量是否合格，故不能保证秤在全秤量范围内准确。2.对重复性测试，各新规程规定“分别在约50％最大秤量处和接近最大秤量进行两组测试，每组至少重复测试三次”，旧规程中一般要求对新制造（安装）的秤进行重复性检定，同一秤量重复检定三至五次。与旧规程比较，新规程不仅明确规定了测试两组，而且明确了测试秤量。3.新规程对超负荷试验未做规定，也就是取消了旧规程中的超负荷试验。4.新规程规定：“随后检定秤量测试可根据实际使用情况，不测试至最大秤量，至少测试至2／3最大秤量，重复性测试只进行约50%最大秤量的测试”，而旧规程规定：“使用中的秤，可根据使用要求，检定至实际使用秤量，而不检定最大秤量，但该秤量必须在检定证书中说明”。由此可见，非自动秤的周期检定，新规程要求比旧规程严格。

以上仅从计量检定的角度列举了新旧规程的主要差异，其实新旧规程之间还有许多其它差异，需要在新规程的宣传实施中认真学习领会，以使量大面广的非自动衡器量值准确可靠；从而为《计量法》实施提供良好的技术保证。

戈壁奇石 · 发表于 2012-10-30 10:19:55

太专业了，我看了，还是看不懂。谢谢。

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关于电子式电能表检定装置几个问题的说明

测量仪器准确度、最大允许误差和不确定度辨析

非自动衡嚣新检定规程理解