電子式絕緣電阻表示值誤差測(cè)量不確定度

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電子式絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定

版號(hào)：第一版

文件編號(hào)：ZJJL-ZD-BQ-113編制：

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電子式絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

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電子式絕緣電阻表示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)估報(bào)告

(開路電壓示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度)

1、概述

1.1測(cè)量依據(jù)：依據(jù)JJG1005-2023《電子式絕緣電阻表檢定規(guī)程》1.2環(huán)境條件：溫度為(23±5)℃、濕度(60±15)%RH。

1.3測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：型號(hào)為ZX119-8絕緣電阻表檢定裝置，直流電壓測(cè)量范圍0V～5000V。1.4被測(cè)對(duì)象：電子式絕緣電阻表。電壓輸出范圍0V～5kV。

1.5測(cè)量方法：采用標(biāo)準(zhǔn)電壓表法測(cè)量電子式絕緣電阻表，將電子式絕緣電阻表電壓輸出端與絕緣電阻表檢定裝置電壓測(cè)量端相連，被測(cè)電子式絕緣電阻表輸出的直流電壓為Ux，絕緣電阻檢定裝置測(cè)量的實(shí)際值為Un,電子式絕緣電阻表輸出的直流電壓Ux與絕緣電阻表測(cè)量的實(shí)際值Un之差,即為電子式絕緣電阻表輸出直流電壓的示值誤差。2、數(shù)學(xué)模型

在標(biāo)準(zhǔn)條件下，當(dāng)忽略電源電壓、溫度、濕度變化帶來的影響時(shí)，其數(shù)學(xué)模型為：

ΔUx＝Ux—Un

式中：ΔUx--電子式絕緣電阻表輸出直流電壓示值誤差，V或kVUx--電子式絕緣電阻表輸出直流電壓的示值，V或kVUn--絕緣電阻表檢定裝置測(cè)量直流電壓的實(shí)際值，V或kV3、方差和靈敏系數(shù)

222方差：uc=u(ΔUx)=c1?u2(Ux)+c2?u2(Un)

2靈敏系數(shù)：c1??(ΔUx)/?(Ux)=1

c2??(ΔUx)/?(Un)=-1

2則：uc=u(ΔUx)=u(Ux)+u(Un)

2224、不確定度的來源及評(píng)定4.1測(cè)量不確定度的主要來源有：

根據(jù)數(shù)學(xué)模型，被測(cè)電子式絕緣電阻表輸出的直流電壓的測(cè)量結(jié)果的不確定度取決于輸入量Ux、Un的不確定度。

輸入量Ux的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要是由被檢電子式絕緣電阻表輸出電壓的穩(wěn)定度、分辯力，標(biāo)準(zhǔn)表的分辯力、環(huán)境干擾等因數(shù)使被檢電子式絕緣電阻表輸出的直流電壓示值測(cè)量不重復(fù)引起的，可用A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定；

輸入量Un的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要是由絕緣電阻表檢定裝置測(cè)量直流電壓的示值誤差引起，可用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定.4.2測(cè)量不確定度的評(píng)定：

4.2.1被檢電子式絕緣電阻表輸出的直流電壓測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(Ux)的評(píng)定在重復(fù)性條件下，分別對(duì)250V、500V、1000V、2000V、5000V各評(píng)定點(diǎn)重復(fù)測(cè)量10次，得測(cè)量

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電子式絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

列數(shù)據(jù)，據(jù)此計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(Ux)如下表所示：校準(zhǔn)測(cè)量點(diǎn)次數(shù)12345678910250V測(cè)量值（V）254.4255.5256.2253.8254.9256.7254.4254.82554254.40.90.9500V測(cè)量值（V）503.3501.2500.8503.5503.3503.0503.3503.4502.3503.41.61.61000V測(cè)量值（V）1018.1101511011.11016.11018.11008.91018.51017.21014.31018.13.33.32500V版本：第一版修改：第0次修改

5000V測(cè)量值（V）50245014501850185014503250155026501250106.96.9測(cè)量值（V）2506251125082509250725125092506250825085.25.2s(yi)u(Ux)u(Ux)=s(yi)=??yi?1ni?y?2n?14.2.2絕緣電阻表檢定裝置直流電壓測(cè)量的示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(Un)的評(píng)定根據(jù)絕緣電阻表檢定裝置的說明書給出的技術(shù)指標(biāo)，計(jì)算直流測(cè)量點(diǎn)的最大允許誤差,其分布區(qū)間的半寬為α,在區(qū)間[-α,α]聽從均勻分布，得各評(píng)定點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(Un)如下表所示：評(píng)定點(diǎn)技術(shù)指標(biāo)區(qū)間半寬為α標(biāo)準(zhǔn)不確定度2.7V1.56V5.23.0VDCV:250VDCV:500VDCV:1000V±(1%RD+2D)12V6.93V27V15.6V52V30.0VDCV:2500VDCV:5000Vu(Un)=α/3

5、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度5.1合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算

因測(cè)量不確定度各分量彼此獨(dú)立，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

uc=u(ΔUx)?u2(Ux)?u2(Un)

當(dāng)DCV=250V時(shí)：uc?u2(Ux)?u2(Un)=0.92?1.562=1.8v

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電子式絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

當(dāng)DCV=500V時(shí)：uc?當(dāng)DCV=1000V時(shí)：uc?當(dāng)DCV=2.5kV時(shí)：uc?當(dāng)DCV=5kV時(shí)：uc?版本：第一版修改：第0次修改

u2(Ux)?u2(Un)=1.62?3.002=3.4u2(Ux)?u2(Un)=3.32?6.932=7.7Vu2(Ux)?u2(Un)=5.22?15.62=16.4

u2(Ux)?u2(Un)=6.92?30.02=30.8

5.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表：

DCV=250V時(shí)

標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度來源測(cè)量重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)器最大允許誤差標(biāo)準(zhǔn)不確定度值0.9V1.56靈敏系數(shù)ci1-1∣ci∣×ui0.9V1.56u(Ux)u(Un)uc=1.8DCV=500V時(shí)標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度來源測(cè)量重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)器最大允許誤差標(biāo)準(zhǔn)不確定度值1.6V3.00V靈敏系數(shù)ci1-1∣ci∣×ui1.6V3.00Vu(Ux)u(Un)uc=3.4DCV=1000V時(shí)標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度來源測(cè)量重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)器最大允許誤差標(biāo)準(zhǔn)不確定度值3.3V6.93V靈敏系數(shù)ci1-1∣ci∣×ui3.3V6.93Vu(Ux)u(Un)uc=7.7VDCV=2.5kV時(shí)

標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度來源測(cè)量重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)器最大允許誤差標(biāo)準(zhǔn)不確定度值5.2V15.6V靈敏系數(shù)ci1-1∣ci∣×ui5.2V15.6Vu(Ux)u(Un)4/10

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電子式絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定uc=16.4VDCV=5kV時(shí)標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度來源測(cè)量重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)器最大允許誤差標(biāo)準(zhǔn)不確定度值6.9v30.0V靈敏系數(shù)ci1-1版本：第一版修改：第0次修改

∣ci∣×ui6.9v30.0Vu(Ux)u(Un)uc=30.8v5.3擴(kuò)展不確定度

取置信因子k=2,擴(kuò)展不確定度由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度乘以取置信因子得到,即U=k×uc，各評(píng)定點(diǎn)的擴(kuò)展不確定度U如下表所示：

評(píng)定點(diǎn)合成不確定度uc擴(kuò)展不確定度U相對(duì)擴(kuò)展不確定度250V1.83.6Urel=1.5%500V3.46.8Urel=1.41000V7.7V16Urel=1.62500V16.433VUrel=1.4%5000V30.8V62VUrel=1.3%（絕緣電阻示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度）J

1、概述

1.1測(cè)量依據(jù)：依據(jù)JJG1005-2023電子式絕緣電阻表檢定規(guī)程1.2環(huán)境條件：溫度為(23±5)℃、濕度(60±15)%RH。

1.3測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：型號(hào)為ZX119-8絕緣電阻表檢定裝置，絕緣電阻輸出范圍100Ω～10GΩ。1.4被測(cè)對(duì)象：電子式絕緣電阻表

1.5測(cè)量方法：采用標(biāo)準(zhǔn)電阻法測(cè)量電子式絕緣電阻表，將電子式絕緣電阻表與絕緣電阻表檢定裝置絕緣電阻輸出端相連，絕緣電阻表檢定裝置輸出電阻為Rn，被測(cè)電子式絕緣電阻表測(cè)量絕緣電阻值為Rx，,電子式絕緣電阻表測(cè)量絕緣電阻值Rx與絕緣電阻表檢定裝置輸出電阻Rn之差,即為電子式絕緣電阻表絕緣電阻的示值誤差。2、數(shù)學(xué)模型

在標(biāo)準(zhǔn)條件下，當(dāng)忽略電源電壓、溫度、濕度變化帶來的影響時(shí)，其數(shù)學(xué)模型為：

ΔRx＝Rx—Rn

式中：ΔRx--電子式絕緣電阻表測(cè)量絕緣電阻的示值誤差，MΩ或GΩRx--被測(cè)電子式絕緣電阻表絕緣電阻測(cè)得值，MΩ或GΩRn--絕緣電阻表檢定裝置輸出絕緣電阻的實(shí)際值，MΩ或GΩ

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3、方差和靈敏系數(shù)

222方差：uc=u2(ΔRx)=c1?u2(Rx)+c2?u2(Rn)

版本：第一版修改：第0次修改

靈敏系數(shù)：c1??(ΔRx)/?(Rx)=1

c2??(ΔRx)/?(Rn)=-1

2則：uc=u2(ΔRx)=u2(Rx)+u2(Rn)

4、不確定度的來源及評(píng)定4.1測(cè)量不確定度的主要來源有：

根據(jù)數(shù)學(xué)模型，被校電子式絕緣電阻表測(cè)量絕緣電阻的測(cè)量結(jié)果的不確定度取決于輸入量Rx、Rn的不確定度。

輸入量Rx的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要是由被校電子式絕緣電阻表的分辯力、標(biāo)準(zhǔn)表的分辯力、環(huán)境干擾等因數(shù)使被校電子式絕緣電阻表測(cè)量的絕緣電阻的示值測(cè)量不重復(fù)引起的，可用A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定；

輸入量Rn的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要是由ZX119-8絕緣電阻表檢定裝置輸出絕緣電阻的示值誤差引起，可用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定.4.2測(cè)量不確定度的評(píng)定：

4.2.1被檢電子式絕緣電阻表絕緣電阻測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(Rx)的評(píng)定

在重復(fù)性條件下，用電子式絕緣電阻表分別對(duì)絕緣電阻表檢定裝置輸出標(biāo)準(zhǔn)絕緣電阻值100kΩ、1MΩ、10MΩ、100MΩ、1GΩ、10GΩ評(píng)定點(diǎn)重復(fù)測(cè)量10次，得測(cè)量列數(shù)據(jù)，據(jù)此計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(Rx)如下表所示：

校準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)量次數(shù)12345678910100kΩ1MΩ10MΩ測(cè)得值（MΩ）

100MΩ測(cè)得值（MΩ）1GΩ測(cè)得值（GΩ）10GΩ測(cè)得值（GΩ）測(cè)得值（kΩ）測(cè)得值（MΩ）100100979999100100100100990.990.980.950.990.990.980.970.980.980.999.959.939.929.949.969.989.959.949.969.97100999999101100100101100990.920.950.930.930.920.940.960.940.950.959.99.59.89.69.99.89.89.99.99.96/10

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電子式絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定s(yi)1.01.00.0100.0100.120.121.171.170.060.06版本：第一版修改：第0次修改

0.090.09u(Rx)4.2.2ZX119-8絕緣電阻表檢定裝置絕緣電阻輸出的示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(Rn)的評(píng)定，根據(jù)ZX119-8絕緣電阻表檢定裝置的說明書給出的技術(shù)指標(biāo)，絕緣電阻的最大允許誤差，其分布區(qū)間的半寬為α,在區(qū)間[-α,α]聽從均勻分布，得各評(píng)定點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(Rn)如下表所示：評(píng)定點(diǎn)技術(shù)指標(biāo)區(qū)間半寬為α標(biāo)準(zhǔn)不確定度100kΩ±0.2%0.2kΩ0.115kΩ1MΩ±0.2%0.002MΩ0.0012MΩ10MΩ±0.5%0.05MΩ0.0289MΩ100MΩ±1%1MΩ0.577MΩ1GΩ±2%0.02GΩ0.012GΩ10GΩ±2%0.2GΩ0.115GΩu(Rn)=α/3

5、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度5.1合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算

因測(cè)量不確定度各分量彼此獨(dú)立，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

uc=u(ΔRx)?u2(Rx)?u2(Rn)

當(dāng)DCR=100kΩ時(shí)：uc=u(ΔRx)?當(dāng)DCR=1MΩ時(shí)：uc=u(ΔRx)?當(dāng)DCR=10MΩ時(shí)：uc=u(ΔRx)?當(dāng)DCR=100MΩ時(shí)：uc=u(ΔRx)?當(dāng)DCR=1GΩ時(shí)：uc=u(ΔRx)?當(dāng)DCR=10GΩ時(shí)：uc=u(ΔRx)?5.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表：

u2(Rx)?u2(Rn)=1.02?0.1152=1.006kΩ

u2(Rx)?u2(Rn)=0.0102?0.00122=0.010MΩu2(Rx)?u2(Rn)=0.122?0.02892=0.1234MΩu2(Rx)?u2(Rn)=1.172?0.5772=1.304MΩ

u2(Rx)?u2(Rn)=0.0062?0.0122=0.0136GΩu2(Rx)?u2(Rn)=0.092?0.1152=0.146GΩ

DCR=100kΩ時(shí)

標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度來源測(cè)量重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)器最大允許誤差標(biāo)準(zhǔn)不確定度值1.0kΩ0.115kΩ靈敏系數(shù)ci1-1∣ci∣×ui1.0kΩ0.115kΩu(Rx)u(Rn)uc=1.00kΩDCR=1MΩ時(shí)7/10

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電子式絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度來源測(cè)量重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)器最大允許誤差標(biāo)準(zhǔn)不確定度值0.010MΩ0.0012MΩ靈敏系數(shù)ci1-1版本：第一版修改：第0次修改

∣ci∣×ui0.010MΩ0.0012MΩu(Rx)u(Rn)uc=0.0100MΩDCR=10MΩ時(shí)標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度來源測(cè)量重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)器最大允許誤差標(biāo)準(zhǔn)不確定度值0.12MΩ0.0289MΩ靈敏系數(shù)ci1-1∣ci∣×ui0.12MΩ0.0289MΩu(Rx)u(Rn)uc=0.1234MΩDCR=100MΩ時(shí)

標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度來源測(cè)量重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)器最大允許誤差標(biāo)準(zhǔn)不確定度值1.17MΩ0.577MΩ靈敏系數(shù)ci1-1∣ci∣×ui1.17MΩ0.577MΩu(Rx)u(Rn)uc=1.304MΩDCR=1GΩ時(shí)標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度來源測(cè)量重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)器最大允許誤差標(biāo)準(zhǔn)不確定度值0.006Ω0.012GΩ靈敏系數(shù)ci1-1∣ci∣×ui0.0020GΩ0.06Ωu(Rx)u(Rn)uc=0.0136GΩDCR=10GΩ時(shí)

標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度來源測(cè)量重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)器最大允許誤差標(biāo)準(zhǔn)不確定度值0.09GΩ0.115GΩ靈敏系數(shù)ci1-1∣ci∣×ui0.09GΩ0.115GΩu(Rx)u(Rn)5.3擴(kuò)展不確定度uc=0.147GΩ取置信因子k=2,擴(kuò)展不確定度由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度乘以取置信因子得到,即U=k×uc，各評(píng)定點(diǎn)的擴(kuò)展不確定度U如下表所示：

評(píng)定點(diǎn)100kΩ1MΩ合成不確定度uc1.006kΩ0.0100MΩ擴(kuò)展不確定度U2.0kΩ0.020MΩ相對(duì)擴(kuò)展不確定度2.0%2.0%8/10

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電子式絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定10MΩ100MΩ1GΩ10GΩ0.1234MΩ1.304MΩ0.0136GΩ0.146GΩU=k×uc=2×uc0.25MΩ2.6MΩ0.027GΩ0.29GΩ版本：第一版修改：第0次修改

2.5%2.6%2.7%2.9%6、使用絕緣電阻表檢定裝置校準(zhǔn)電子式絕緣電阻表的測(cè)量不確定評(píng)估結(jié)果參數(shù)評(píng)定點(diǎn)250V500V1000V2500V5000V評(píng)定點(diǎn)100kΩ1MΩ10MΩ絕緣電阻100MΩ1GΩ10GΩ100GΩ不確定度分量合成不確定度擴(kuò)展不確定度U（k=2）Urel（k=2）3.6V1.5%6.8V1.4%16V1.6%33V1.4%62V1.3%擴(kuò)展不確定度U（k=2）Urel（k=2）2.0kΩ0.020MΩ0.25MΩ2.6MΩ0.027GΩ0.29GΩ6.0GΩ2.0%2.0%2.5%2.6%2.7%2.9%6.0%u(Ux)u(Un)uc1.8V3.4V7.7V16.4V30.8V合成不確定度開路電壓參數(shù)0.9V1.56V1.6V3.00V3.