1、ICS 19020K40备案号：43529201 4 N B中华人民共和国能源行业标准NBT 420232013试验数据的测量不确定度处理Handling of Measurement Uncertainties in Testing Data(STL TR3-2008，Handling ofMeasurement Uncertainties in testing andTest Documents，MOD)20131 128发布 2014-0401实施国家能源局 发布目 次NB，T420232013前言II1 范围-12规范性引用文件-”3术语和定义4基本原则-41测量链的溯源校准42测量不
2、确定度的评定步骤-4,3限制条件-5测量不确定度的表述6扩展不确定度的限值-7校准间隔时间推荐表，-8符合性的评定和报告一81 目的-82基本原则83符合性评定。9测量系统的不确定度评定“10评定测量不确定度的示例-附录A(规范性附录)测量不确定度的评定-附录B(规范性附录)评定测量不确定度的示例-附录C(资料性附录)短时交流电流测量系统不确定度评定计算示例附录D(资料性附录)特殊情况- 型三三系篡曼一一一：|一一一一一一：|一一一NB，T 420232013月lJ 日本标准按照GBT l，l2009标准化工作导则第l部分：标准的结构和编写给出的规则编写。本标准为首次制定。本标准修改采用了国际
3、短路试验联盟STL(shortcircuit Testing Liasion)技术报告 第3部分STL TR32008试验和试验文件的测量不确定度处理。本标准与STLTR3 2008相比，主要技术性差异如下：增加了范围(见第1章)：增加了术语和定义(见第3章)；增加了评定测量系统不确定度的依据标准JJF 105912012(见第4章)；修改了测量链的量值溯源中不确定度分量的符号，与NBFF 42024-2013大容量实验室以标准分流器为基准的大电流测量系统的溯源相统一(见41)；删除了扩展不确定度限值的正负号(见第6章)：修改了表3备注中引用文件(见第6章)；增加了测量系统的不确定度评定(见第
4、9章)；增加了评定测量不确定度的示例(见第10章)；修改了附录A；修改了附录B中错误的公式见附录B中式(B13)。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由能源行业短路试验技术标准化技术委员会(NEATclo)归口。本标准主要起草单位：西安高压电器研究院有限责任公司。本标准参加起草单位：中国电力科学研究院、辽宁高压电器产品质量检测有限公司、上海电气输配电试验中心有限公司、沈阳变压器研究院股份有限公司、深圳电气科学研究所。本标准起草人：王安、任稳柱、张益民、赵庆斌、张实、田恩文、姚斯立、杜炜、阎对丰、李向阳、杨海芳、郭立新、罗时聪、陈奎、田文革、肖敏英、邓永辉。II试验数据的测量不确定度处理NB，T
5、 4202320131范围本标准规定了对试验测量数据的测量不确定度进行评定和报告编写的一般程序，以及扩展不确定度的限值。本标准适用于高电压和大电流试验测量。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB 1984-2003 高压交流断路器(IEC 62271100：2001，MOD)GBFF 1692722013高电压试验技术第2部分：测量系统(IEC 600602：2010，MOD)GBT 1692742014高电压和大电流试验技术 第4部分：试验电流和测量系统的
6、定义和要求(IEC 62475：2010，MOD)GBT 27025-2008检测和校准实验室能力的通用要求(IEC 17025：2005，IDT)JJF 105912012测量不确定度评定与表示EN ISOIEC 13005：1999测量不确定度表示指南(Guide to the Expression of Uncertainty inMeasurement)STL TRl-2004大容量实验室数据处理方法(Technical Report on Harmonisation ofData ProcessingMethods for High Power Laboratories)ILAC G
7、8：1996技术规范符合性的评定和报告指南(Guidelines on Assessment and Reporting ofCompliance with Specification)3术语和定义GBT 1692722013、JJF 105912012和EN ISOflEC 13005：1999界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3 1测量系统及性能记录31 1测量系统measuring system用于进行测量的整套装置。用于获取或计算测量结果的软件也是测量系统的一部分。注l：测量系统通常包括以下组件：转换装置，包括将装置接入电流回路的端子或与电流回路的耦合连接，以及接地连接；连接转换装
8、置的输出端到采集和记录系统(并附有衰减、终端和匹配阻抗或网络)的传输系统：采集和记录系统(或测量仪器)：数据处理软件。仅由以上某些组件组成或基于非传统原理的测量系统，只要符合本标准规定的不确定度要求也是可以接受的。注2：测量系统所处的环境，如与带电体、载流导体和接地物体的净距，周围有无电场或磁场都可能明显影响测量结果及其不确定度。GBT 1692742014，定义311NB，T 420232013312性能记录record of performance使用者建立并保存的测量系统的详细记录，是描述系统和表明系统达到标准所列要求的证明文件。文件中应包含初始性能试验结果和历次性能试验结果，以及性能校
9、核结果和相应性能试验(校核)的周期。GBT 1692742014，定义312313认可测量系统approved measuring system满足GBT 169272 2013和GBT 1692742014的要求的测量系统。3 1 4标准测量系统reference measuring system通过校准可溯源到相关国家和或国际基(标)准，且具有足够准确度和稳定性的测量系统。在进行特定波形和特定电流范围内的同时比对测量中，该系统用于认可其他的测量系统。注l：满足本标准要求的标准测量系统可作为认可测量系统使用但认可测量系统不能作为标准测量系统使用。注2：改写GBT169274 2014，定义3
10、1 4。3 2测量系统组件321转换装置converting device将被测量转换成测量仪器可记录或显示的量值的装置。注l：转换装置在很爹隋况下也可称作传感器。注2：改写GBT16927 4 2014，定义321。322分流器 current_converting shunt将被测电流按比例转化为电压的电阻元件。GBT 1692742014，定义3223 2 3标准分流器reference shunt通过校准可溯源到相关国家和或国际基(标)准，且具有足够准确度和稳定性的分流器。在进行特定波形和特定电流范围内的同时比对测量中，该分流器用于校准其他的分流器。324电流互感器current tr
11、ansformer包含有变流器的转换装置，在正常使用条件下，其二次电流基本正比于一次电流；对正确的连接方式，其相位差近似为零。注：电流互感器通常设计在单一频率下使用，但也可以通过特殊设计使之适用于宽频率范围。EGBT 1692742014，定义3233 2 5 传输系统transmission system将转换装置的输出信号传输到测量仪器的一套装置。注1：传输系统一般由带终端阻抗的同轴电缆组成，还可包括转换装置与测量仪器之间所连接的衰减器、放大器或其他装置，例如，光纤系统包括光发射器、光缆和光接收器以及相应的放大器。注2：传输系统可全部或部分地归入转换装置和测量仪器中。EGBT 169274
12、2叭4，定义3252NB，T4202320133 26测量仪器measuring instrument单独或与外加装置一起进行测量的装置。注1：采集和记录系统也是测量仪器的一种。注2：改写GBT16927 4 2014，定义32 6。33刻度因数33 1测量系统的刻度因数scale factor of a measuring system与测量仪器的读数相乘便得到整个测量系统的输入量值的因数。注1：对不同的电流测量范围、不同的频率范围或不同的波形，一个测量系统可有多个刻度因数。注2：直接显示输入量值的测量系统，其标称刻度因数为1。GWT 1692742叭4，定义33 13 3 2转换装置的刻度
13、因数scalefactorofa convertingdevice与转换装置的输出量值相乘便得到其输入量值的因数。注：转换装置的刻度因数可以是无量纲的(例如电流互感器的变比)，也可以是有量纲的(例如分流器的阻抗)。GBT 1692742014，定义3323 33传输系统的刻度因数scale factor of a transmission system与传输系统的输出量值相乘便得到其输入量值的因数。l-GBT 1692742叭4，定义3 3 33 3 4测量仪器的刻度因数scale factor ofa measuring instrument与仪器的读数相乘便得到其输入量值的因数。GBT 1
14、692742014，定义33434有关不确定度的定义3 41容差tolerance测量值与规定值之间的允许差值。注1：此差值应区别于测量的不确定度。注2：测得的试验电流应在规定试验电流的给定容差范围内。GBrr 1692742014，定义3613 42(测量)不确定度uncertainty(of measuremenO表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。注1：不确定度是不带符号的正数。 一注2：电流测量的不确定度不应与规定试验电流的容差相混淆。GBT 1692742叭4，定义3623，43标准不确定度standard uncertainty”以标准偏差表示的测量不确定度。
15、3NB，T 420232013注1：标准偏差与被测值估计值有关，与被测值有相同的量纲。注2：某些情况下，可以使用测量的相对标准不确定度，测量的相对标准不确定度是标准不确定度除以被测值，因此是无量纲值。EGBT 1692742014，定义36 3344合成标准不确定度combined standard uncertainty“c当测量结果由若干个其他分量的值求得时，测量值的标准不确定度等于各分量的方差或协方差总和的平方根的正值，需依据各分量对测量结果的影响权重来进行计算。注：改写GBfr 16927 42014，定义36 4。345扩展不确定度expanded uncertaintyU确定测量结
16、果区间的量，合理赋予被测量之值分布的大部分可望含于此区间。注：扩展不确定度非常接近本标准较早版本中的总不确定度。EGBT 1692742014，定义365346覆盖因子(包含因子)coverage factork为求得扩展不确定度，与合成标准不确定度相乘的数字因子。注：对95覆盖概率和正态(高斯)概率分布，包含冈子k约为2。EGBT 1692742014，定义36 63 47(不确定度的)A类评定耐peAevaluation(ofuncertainty)采用对一系列观测值进行统计分析来评定标准不确定度的方法。EGBT 169274 2014，定义36933 4 8(不确定度的)B类评定Bpe
17、B evaluation(of uncertainty)采用对一系列观测值进行非统计分析来评定标准不确定度的方法。EGBT 1692742014，定义3610335有关测量系统试验的定义3 5 1校准calibration在规定条件下，为确定测量仪器或测量系统所指示的量值、实物量具或参考物质所代表的量值，与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。注1：此术语基于不确定度方法。 。注2：原则上，指示值与测量的关系结果可通过校准标定图表示。注3：校准包括刻度因数的确定。GBT 169274I一2014，定义371352性能试验performance test在工作条件下检测整套测量系统性能的试
18、验。4NBT420232013GBT 1692742014，定义3 744基本原则评定测量系统不确定度原则上依据JJF 105912叭2和EN ISOIEC 13005：1999。由于所使用的测量组件多种多样，根据上述标准要求又要考虑到整个测量环节中众多影响因素，很难具体计算每一个测量结果的不确定度。为使不确定度的评定具有实用性和经济性，建议按本标准进行合理简化。因此不确定度值的有效性没有必要限定到某一个测量值，可以将测量不确定度值的有效性扩展到测量链获得的所有测量值上，评定不确定度时要考虑所有的测量和随机条件。现有的信息是评定测量不确定度的基础，包括可以使用的现有试验数据、图纸，例如来自于过
19、去经验、实验室之间相互比对试验、观察值、性能试验等。测量不确定度评定所需的技术视相应的试验条件而定，不论在何种情况下都应该遵从以下三点：a)基本共识：b)各独立测量不确定度分量对结果的影响权重；c)保证有足够多的试验及其结果。41 测量链的溯源校准a)测量链的量值溯源是测量不确定度评定的基础，测量链一般包含以下几个组成部分：1)传感器，如电流、电压传感器(传感器不确定度分量用符号“。表示)；2)传输系统，如光纤传输系统(传输系统不确定度分量用符号蜥。表示)；3)采集和记录系统，如暂态记录仪、示波器(采集和记录系统不确定度分量用符号“。表示)：4)数据处理软件，如有效值计算(数据处理软件不确定度
20、分量用”。表示)。b)测量不确定度的评定以可溯源的测量链校准为基础，一般有两种校准方法：1)整体校准法；2)组件校准法。411整体校准法整体校准法由一个标准测量系统对完整的测量链进行校准。只要整个测量链的组成结构不变，其校准证书上出具的测量不确定度可以应用到所有采用此测量链测得的数据。另外，还应考虑使用条件的影响，如测量链的环境条件、测量量程等。如果使用条件不能完全保持一致，应确定或预计环境差异的影响，并在测量不确定度中予以考虑。4 1 2组件校准法由于实际使用的测量链差异很大，并且这些组件的组合形式可能多种多样，所以，从经济性的角度来看，对每种技术组合进行整体校准不合理。因此，可采用组件校准
21、法确定测量链的不确定度。测量链中每个单独组件的不确定度由各自可溯源的校准独立评定，包括各个校准设备的不确定度，并应考虑特定情况或随机情况的影响。整个测量链的测量不确定度由各组件的不确定度合成得出。假定每一组件的不确定度址之间互不关联、各自独立，则整体测量链的扩展不确定度U(置信概率为95)可用式(1)得出： u吐厨五丽k=2式中，每一组件不确定度“都包含其校准不确定度分量和影响因素分量定度发生改变，扩展不确定度u就应进行重新评定。(1)只要其中一个组件的不确只要符合设定环境条件，此特定测量链的不确定度可以应用到所有采用此特定测量链所测得的数据上。不确定度应考虑到此测量链所有的随机环境，一旦测量
22、环境变化较大，超出了设定的环境限值，应该把由此引起的重大不确定度影响分量计入扩展不确定度中。5NB，T4202320134 2测量不确定度的评定步骤不确定度结果应当摘录在性能记录中。可以自由选择评定工具来计算测量不确定度，可以手动计算，也可以借助软件计算。无论哪种情况，都必须在不确定度预算表中列出所有不确定度分量。具体步骤如下：a)校准。将所有试验系统中用到的测量链及或组件进行可溯源的校准；考虑每个影响因素的不确定度分量。b)测量的描述。测量任务格式化；简述测量原理、测量方法；测量链文件化，如果必要，需将各组件文件化。c)如果可能，需考虑显著修正量的定义和应用，考虑系统偏差。d)将所有己知不确
23、定度进行分量列表。从校准文件和测量设备数据库中提取数据：考虑敏感因数。e)给定影响因素符合性描述。环境条件(如温度、湿度等)；测量条件(如测量量程等)；当使用条件不符合设定条件时，需修正相应的不确定度分量。f) 不确定度分量关系描述。g)扩展不确定度的计算。计算各相关不确定度分量的均方根：计算扩展不确定度(置信概率为95，k=2)。h)测量数据的完整描述。将扩展不确定度u赋予测量值y(yu)：【，适用于所有设定条件下的测量值Y。43限制条件本标准规定了试验标准及试验客户确定的允许测量不确定度与试验过程中产生的测量不确定度间的关系。当必须减少测量不确定度以符合测量不确定度的允许值时，应遵循以下步
24、骤：a) 限定随机环境因素的影响；b) 用有较小不确定度分量的测量组件替换测量链中不确定度较大的测量组件；c) 根据特定测量工作重新校准测量链，以达到减小测量不确定度的目的。5测量不确定度的表述51 根据GBT 27025-2008，对于以下情况，测量不确定度应在试验报告中给出：a)测量不确定度关系到试验结果的应用时；b)试验客户要求出具相关测量不确定度时；c) 当前测量不确定度可能引起对测量结果相对于测量限值的符合性产生争议时。5 2根据GBT 27025-2008，测量不确定度应该被表述于具有校准效力的信息资料中，如校准证书或者计量说明书等。a) 测量结果的数值通常应保留到与测量不确定度对
25、应的小数位数。b)测量结果应表述为数字+单位。如果需要，单位前可加数量级前缀。典型的数量级前缀按表1执行。6表1典型的数量级前缀NB，T 420232013前缀名称 前缀符号 因数皮 p J10-12纳 x10 9微 p J10_6毫 J10 3干 k 103兆 M X106G z109太 T x101 zC)测量结果应保留到三位有效数字，因此所有测量数值应在100999之间。测量结果表述方式规范见表2。表2测量结果表述方式规范序号 测量结果 报告值1 1 00A l 00A2 50 024V 50 0kV3 0007 115Q 712mO根据以上规定，表述方式引起的不确定度分量能限定在O5之
26、内，如果对由表述方式引起的测量不确定度有更高要求时，可以考虑保留四位有效数字。5，3根据GBT27025-2008，测量结果后必须带有相应的测量不确定度。测量不确定度应与测量值单位相同，例如t=(28 4+02)。或者，为方便与标准中要求的不确定度或容差进行比较，必要时，用百分数表示(例如，根据GBFF 1692722013，冲击电压峰值的扩展不确定度不应大于3)。6扩展不确定度的限值试验标准规定的扩展不确定度限值见表3。GB 1984-2003在第6章规定了扩展不确定度的限值。使用测量系统每次测量的额定值(例如短路电流、试验电压以及恢复电压)的扩展不确定度不应大于5(k=2)。表3试验标准规
27、定的扩展不确定度限值实际试验中测量量 扩展不确定度限值 各注频率范围交流关舍、开断电压 5 见GB 1984-2003TRV 5 直流到50Hz 见GB 1984-2003预期TRv和ITRV 5 直流到20MHz 见GB t984-2003交流关合、开断电流 5 见GB 1984-2003引入电流(对应干预期TRV) 5 见GB 1984-2003NB，T 420232013表3(续)实际试验中测量量 扩展不确定度限值 备注频率范围引入电流 1000Hz5 见GB 1984-2003背对背电容器 4250Hz辅助电压和电流 5 直流到200Hz 见GB 1984-2003行程曲线 3 直流到
28、200Hz 见附录D时间(关合、开断、燃弧、持续时间、TRV测量) 5小于19s的时间 10温度 2 0温升 2 0K相对湿度(3095) 5大气压力 l 011Pa气体和液体压力 5软件计算 见sTLTRl2004注：TRv瞬态恢复电压；ITRv初始瞬态恢复电压。7校准间隔时间推荐表推荐的电压测量设备校准间隔时间见表4。推荐的电流及其他测量设备校准间隔时间见表5。表4推荐的电压测量设备校准间隔时间应用 装置 影响量 需要检查的测量特性 推荐校准间隔电阻或电容参数 变比 2芷频率响应 变比 2年温度 变比 1次电阻分压器 邻近效应 变比 1次线性度 变比 2正长期稳定性 变比 2年短期稳定性
29、变比 1次电压测量 试验回路的负载 变比 5年低压部分的分流电阻 频率 5正对低频响应的限制匹配电缆对低频 频率 5正电容及阻容分压器 特性的限制杂散电容对高压 频率 5正部分的影响输出电流的限值 频率 5正组件的电感 频率 5拒表5推荐的电流及其他测量设备校准间隔时间NB，T 420232013应用 装置 影响量 需要检查的测量特性 推荐校准间隔热效应 电阻值 2住分流器老化 频率响应 5年限制直流响应 变比 5年剩磁 变比 5缸电流互感器 频响上限 频率响应 5圭E电流测量 电磁耦合 频率响应 5年负载 电阻值(仅针对于分流负载) 2芷限制直流响应 线圈积分器 1盆频响上限 频率响应 5年
30、罗哥夫斯基线圈电磁耦合 频率响应 5生外接电源 频率响应 5正稳定性可靠性准确度 灵敏度 1焦线性度 线性度 1盆信号处理 滤波及光电传输外接电源 线性度 1篮频率响应 频率响应 1芷输入阻抗 频率响应 1正共模 频率响应 1芷软件 每个软件版本a记录装置 分辨率位数 准确度 1年暂态记录仪采样率 采样速率 】年a软件的校准间隔要求见STL TRl 2004。8符合性的评定和报告8 1 目的本章是为了协助实验室根据试验技术规范、试验标准或客户的要求对试验结果做出符合性(或不符合性)的评定和报告。所用的方法应符合ILAC G8：1996。8 2基本原则为了给出符合性(或不符合性)的评定和报告，必
31、须提供试验结果及其测量不确定度。提供的测量不确定度应包括置信概率以及相应计算。通常置信概率不得低于95。测量不确定度必须在产品标准、试验标准、技术规范、用户要求以及本标准给出的限值以内。测量不确定度的计算应按照规范性引用文件提出的国家认可的文件(如ISO导则或者STL导则)9NB，T 420232013实施，所有试验设备应进行校准，所有校准应尽可能地溯源到国家标准或国际标准。测量系统的扩展不确定度必须满足本标准第6章中规定的限值。8 3符合性评定在对测量值与规定试验容差进行比较、做出符合性评定时，必须考虑测量不确定度。考虑到测量不确定度的概念，符合性评定通常是接受规定风险的事件，该风险是指不能
32、保证测量值一定处于规定限值之内。事实上，95的置信概率意味着有5的概率测量值X会落在(XU，X+U)范围以外，这里u是扩展不确定度。根据(有或无测量不确定度时)测量值的位置，判断其是否在规定限值范围内会出现很多不同的情况，它取决于技术规范如何规定测量不确定度，如图1所示。两种简单情况如下：如果测量不确定度没有计算或不适用，就不能进行符合性评定(图1中情况1)；如果技术规范清楚地规定了测量值的不确定度区间(X一“，X+U)必须处在规定限值的范围内，可以直接进行符合或不符合评定(图1中情况2和情况3)。如果技术规范仅仅规定了测量值必须在试验限值以内，而没有规定如何考虑测量不确定度时，则会出现另外不
33、同的情况。特别地列出以下几种情况，并假设计算测量不确定度时的置信概率为95：a) 如果测量值在规定的限值内，但部分不确定度区间超出了限值，则不可能评定其符合性。如果可接受的置信概率低于95，可以给出其符合的声明(图1中情况4和情况5)。b)如果测量值恰好处在规定的限值上，部分不确定度区间超出限值且部分不确定度区间处在区间内，则不可能进行符合性或不符合性评定。如果可接受的置信概率低于95，且技术规范限值确定为小于等于或大于等于，则可给出符合的声明(图1中情况6A和情况6B)。c)如果测量值超出了规定的限值，但部分不确定度区间在限值以内，则不可能进行不符合性评定。如果可接受的置信概率低于95，可以
34、给出不符合的声明(图1中情况7和情况8)。10“1一“， I士一4圈区圈圈圈 王。王。二。f 2广厂I置信概率低于I l置信概率低于I95时不符合I 95时不符合l竺兰： !兰!注：为测量值，为容差的下限， 为不确定度区间，U为容差的上限。图1符合性判定情况图#9测量系统的不确定度评定测量系统的不确定度评定见附录A。10评定测量不确定度的示例评定测量不确定度的示例见附录B和附录C。NB，T 420232013NB，T 420232013A1概述附录A(规范性附录)测量不确定度的评定本附录给出了评定一个测量系统的刻度因数的扩展不确定度的简单程序。该程序基于很多假定，这些假定在许多情形下是真实的。
35、但是应该在每一独立的情况下予以验证。主要假定如下：a)测量量之间没有相关性；b)用B类方法评定的标准不确定度分量具有矩形分布；c) 最大的三个不确定度分量具有近似相等的幅值。这些假定提供了一个刻度因数F的扩展不确定度的评定程序，该刻度因数，既适用于校准状况也适用于其他延伸条件下认可测量系统在测量中的应用。校准的相对扩展不确定度Uc。是由确定刻度因数时的标准不确定度、标准系统的校准不确定度和其他影响量的估算得到的，例如，测量系统的稳定性和校准期间的环境参数等。一个试验量的测量值的扩展不确定度【0。是由认可测量系统刻度因数的校准不确定度和其他量的影响估算求得的，例如，测量系统的稳定性、测量过程中的
36、环境参数等。A类和B类不确定度分量的计算方法见GBT 169272 2013和GBT 169274 2014。评定不确定度的其他方法见JJF 105912叭2。A 2认可测量系统整体法溯源时测量不确定度评定A21 认可测量系统校准的不确定度刻度因数校准的相对扩展不确定度Uo。由标准测量系统的不确定度、A类和B类不确定度计算而得厂F一2恤栅，2+舅2z(A1)式中：k包含因子，对应于约95的覆盖概率，且为正态分布，=2；。认可测量系统在校准时的刻度因数的合成标准不确定度；,。标准测量系统在校准时的刻度因数的合成标准不确定度；。在刻度因数确定中统计的A类不确定度；U。由第i个影响量产生的刻度因数的
37、合成标准不确定度分量，以B类分量给出。这些分量与标准测量系统有关，由非线性、短时和长期不稳定性等因素产生。如果校准期间其他分量(例如短时稳定性、测量的分辨率)对认可测量系统的影响是重要的，则必须将这些分量考虑在内。在以上假定不成立的情况下，可采用JJF 105912012规范中给出的程序。如果测量系统的标定刻度因数是由其组件的刻度因数计算得到的，则组件校准的标准不确定度必须结合测量系统的其他条件和环境条件综合来考虑。A22使用认可测量系统的测量不确定度使用者应估算测量扩展不确定度。可以结合校准证书，在测量条件的一个限定的范围内进行估算。测量值的相对扩展不确定度【，m。由认可测量系统在校准中得到
38、的刻度因数的合成标准不确定度和B类不确定度分量计算得出：NB，T 420232013=女噬一=2、卜乙+2 (AY j；l式中：k包含因子，对应于约95的覆盖概率，且为正态分布，k=2；“。认可测量系统的合成标准不确定度，在预定的使用时间(例如一个校准时间间隔)内有效：U。cal在校准中确定的认可测量系统的刻度因数的合成标准不确定度；U。由第i个影响量引起的认可测量系统的合成标准不确定度的分量，以B类分量评定。这些分量与认可测量系统的正常使用有关，由非线性、短时和长期不稳定性等因素产生，依据既可由附加测量确定，也可由其他数据源估算确定，还应考虑其他影响，如认可测量系统的显示分辨率。注：校准证书
39、可包含校准不确定度信息E乞，及在规定条件下使用认可测量系统测量试验电流的相对扩展不确定度u。的信息。在以上假定不成立的情况下，可采用JJF 105912012规范中给出的程序。A 3认可测量系统组件法溯源时测量不确定度评定测量链中每个单独组件的不确定度由各自可溯源的校准独立进行评定，包括各个校准设备的不确定度，并应考虑特定情况或随机情况的影响。整个测量链的测量不确定度由各组件的不确定度合成得出。假定整个测量链包含H个组件，每一组件的不确定度“，之间互不关联，各自独立，则整体测量链的扩展不确定度U(置信概率为95)可由式(A 3)得出：u=k擂iF：i虿女=2 (A 3)式中，每一组件标准不确定
40、度“都包含有其校准不确定度分量和影响因素分量，只要其中一个组件的标准不确定度发生改变，扩展不确定度u就应进行重新评定。只要符合设定环境条件，此特定测量链的不确定度可以应用到所有采用此特定测量链所测得的数据上。不确定度应考虑到此测量链所有的随机环境，一旦测量环境变化较大，超出了设定的环境限值，应该把由此引起的重大不确定度影响分量计入扩展不确定度中。依据本标准、GBT 1692722013和GBT 1692742014对测量系统出具的试验数据进行不确定度评定。NB，T 420232013附录B(规范性附录)评定测量不确定度的示例B1 测量链的数学模型依据EN ISOIEC 13005：1999建立
41、模型是评定不确定度的基础。本附录将讨论测量系统的通用评定模型梯形网络。B11梯形网络表示的测量系统假设一个测量系统包含一个或几个传输组件，如图B 1所示。传输组件图B 1梯形网络的传输组件与传输组件相关的过程模型的数学表达式为：Y=a(X+A) (B1)式中：y输出量，例如测量结果；a影响量，乘数，例如刻度因数：x输入量；4影响量，加数，例如零点漂移。在实际情况中，测量系统一般包含传感器、传输系统、测量仪器和系数标定四个组件，如图B2所示。如果必要，可以很容易地引入更多的组件。被测量 测量系统 指示器14传感器 传输系统 测量仪器 系数标定AI BI C Dt图B2以梯形网络表示的测量系统该过
42、程模型的数学描述为：Y=g(X，z1，z2，一，z。)=dD+C+bB+口(A+x) (B2)乘数和加数影响量以它们的参考值(用下标0表示)与偏离量(用表示)之和表示。例如：。=ao+她A=4+M(+喜钏 (B3)NB，T 420232013如果显示装置直接提供测量值，并且传输元件的零点漂移if,经调整，则满足：4ao x：b岛o x：co xd：o戗=Co：0 (B4)4=岛= =戗=J B12计算模型在一次测量中，己知传输组件(。，6，D)和输出量Y，需要得到输入量x。为获取计算模型，需要求解方程B 2的输入量X，即：x：f(Y，五，z2，z。)：兰一呈一三一旦一爿 (B 5)假设影响变量
43、互的估计值等于它们的参考值，并且满足式(B4)的条件，输入量X的估计值为x，则：I=S(y，z。，乙，z。)=Y (B6)式中：Y，z数据y和互的估计值。B 1 3测量标准不确定度的计算如果根据式(B5)得到的模型函数，的非线性可以忽略(例如泰勒近似变换的一阶值就足够时)并且所有考虑的数据都不相关例如数据Zf和z，(i不等于，)的协方差v(Zi，z，)等于零，估计值x的合成标准不确定度酢(X)为：驴陋。)2掰+喜陬。p亿，r ，式中：u(y)，“(4)与估计值y和z，相关的标准不确定度。模型函数厂对互的偏导数ofa互在估计值z处获得的值的互称为敏感系数，它用来描述估计值z，的变化对J的影响程度
44、。薯变化Az。引起值X的改变量x可写作(ofoz,)Az，。如果改变N；Eh-与z，估计值有关的标准不确定度产生，则相应的改变量为(Ofa互)“(弓)。测量的不确定预算表中将该改变量作为互对测量不确定度de(x1的贡献量。假设影响参数口，6，D的估计值等于它们的参考值，并且满足式(B4)的条件，则与计算模型相关的合成标准不确定度“。(x)以及相对合成标准不确定度虬(x)I z f为：吣小傺+华+掣+等卜卅“2+等+器+意黯_c醐，寄=愕+警+掣+可uZ(d)+去YL m2+掣ao+器+盖黯1_c聃，式中：“(d)，“(6)，“(D)与参数n，b，D估计值相关的标准不确定度。如式(B8)所示，测
45、量的标准不确定度uo(i)以及相对标准不确定度uAx)Jxl取决于被测变量x的值。因此，测量的相对不确定度在被测变量x很小时将达到很大值。在这种情况下，)i2NNNNN；NN-，以提高测量不确定度。B2短时电流有效值的测量B 21简介本章给出了评定短时电流测量链中测量不确定度的示例。15NB，T 420232013使用方框图表示测量系统的主要配置。需要考虑的影响量和变量在适当的位置叠加在不同组件的输出变量上，从而叠加到下一个组件的输入量上。如果使用影响变量的最大偏离量进行不确定度分析，计算的扩展不确定度将会是整个测量链的最大不确定度。考虑这种最坏的条件，可以很容易地将分析的有效性扩展到变量的边界条件(例如周围温度的波动)。B2 2测量系统描述a)测量任务：测量回路短时电流的有效值(50kA以下)。b)测量原理：分流器将短路大电流转变为低电压，测量低电压即可准确得到短路大电流。c)测量系统：将分流器、O5m双绞线连接、10：1衰减器(阻容型)、光纤传输系统(包括模拟发送器、20m光纤、模拟接收器)通过10m同轴电缆连接到测量计算机的模拟数字转换器。用测量软件显示和计算数据，如图B3所示。6Rs；ANLr,；6PR 6Ks；亿他， 6坼c；A圮M；6MK；dTUR；TER 6，h；ds 图B3电流测量系统结构图测量在室内环境下进行，所有测量组件都接受过定
