山東省電力（lì）研究（jiū）院計量檢測（cè）中心  範巧成

　　本文通過對國家計量檢定規程JJG596-1999《電子式電能表》(以（yǐ）下簡稱（chēng）規程)關於標準偏差估（gū）計值這一指標的測量分析，提出了測量這一指標時（shí）標準表（biǎo）的最少累計數字與基本誤差檢定時標準表的最少累計數字要求（qiú）是不同（tóng）的，前者應為後者的10倍。    

　　一、問題的提出

　　原國家計量檢定規程（chéng）JJG596-1989《電子式電能表》中，關（guān）於標準（zhǔn）偏差估計值的測量在規（guī）程第17款規定:“在額定電壓、額定頻（pín）率和標定電流下，對功（gōng）率因數為1和0.5(L)兩個（gè）負載點分別做不少於5次的相對誤差測量，然後按下式計算標準偏差估計值（zhí）s(%)。
    
    式中:n——對每個負載點進行重複（fù）測量的次數，n≥5；γ_i——第i次測量得出（chū）的相對誤差(%)；γ——各次測量得出的相對誤差平均值(%)。即:
    
    計算（suàn）標準偏差估計值時，要用化整後的相對誤差γ(%)來計算（suàn）。”
    新規（guī）程JJG596-1999《電子式電能表》對（duì）該款（kuǎn）作（zuò）了修改，將最後一段“計算標準（zhǔn）偏（piān）差估計值時，要用化整（zhěng）後的相對誤差r(%)來計（jì）算。”刪掉，也就是說計算標準偏差估計值時，不必對（duì）測量到的各次相對誤差r(%)化整，而（ér）直接代入上式計（jì）算，這一改動是符合數據運算規則和微小誤差取舍準則的。但是，這裏還忽略了一個問題，那就是標準表的累計脈衝數沒有另作（zuò）限定，還是使用了測定基（jī）本誤差時對標準表的累計脈衝數的限（xiàn）定(見規程的表20)，筆者認為這一限定是不夠的，不（bú）能滿足標準偏差估計值這一指標的測量要求。    

　　二、理論分析（xī）與數據比較

    計量器具特別（bié）是計量（liàng）標準（zhǔn），其標準偏差估計值是一（yī）個相對很小的數值，一般為其允許（xǔ）誤差(或擴展不確定度)的1/5～1/10，規程的表9和表10中規定了標準電能表的標準偏差（chà）估計值允許值為其基本（běn）誤差絕對（duì）值的（de）1/10，安裝式電能表的標準偏差（chà）估計值允許值為其基本誤（wù）差（chà）絕對值的1/5。對這一指標的測（cè）量所選用的計量標準和測量裝置，其標準偏差（chà）估計值s_n相對於（yú）被測計量器具的標準偏差估計（jì）值s_x是可忽略的，一般s_n應為s_x的1/3～1/10，否則測量出的標準偏差估計值s就（jiù）不能說（shuō）是（shì）被測對象（xiàng）的標準偏差估（gū）計值（zhí），而是標準和被測兩者之和，且標準占了（le）一大部分（fèn），這一點在規程的表14中已（yǐ）作（zuò）了明確規定。另外，還應注意的是分辨力的問題，如果（guǒ）測量數據是從所選用的計量標（biāo）準獲（huò）得，則其分辨力（lì）至少應為（wéi）被測對（duì）象的（de）標準偏差（chà）估計值允許值的1/10，否則在被測對象的標準偏差估計值允許值以內就無法分辨。關於分辨力，一般對直（zhí）流電工儀器來說取決於測量盤的個數，對模擬指（zhǐ）示儀表取決於其分度值，對數字式儀表取決於其顯（xiǎn）示位數，對於電子式電能（néng）表則取決於所設定的累計脈衝數。

　　通（tōng）過以上分析可以看出，對計量器具或者計量標（biāo）準的標準偏差估計（jì）值的測量，所要求的測量（liàng）設備是很高的，對於（yú）電子式電能表標準偏差估計值的測量，還應對標準表的累計數（shù）字作一規定，以（yǐ）滿足分辨力的要求，它（tā）要比（bǐ）測定基本（běn）誤差時的累計數字要多得多。

　　例如:0.1級電子式電能表（biǎo）規程規定的標準偏差（chà）估計值的允許值為0.01%，用0.02級檢定裝置測量，裝置的標準偏差允（yǔn）許值為（wéi）0.002%，測定該表的標準偏差估計值正常時應在0.000%～0.010%範圍內，也就是應為十萬分之幾，如果我們在標準表的累計數字為10000(規程表20規定的最小值)的條件下測（cè）定基本誤差（chà）和標準偏差估（gū）計值，這一累計（jì）數字對於測定基本誤差是滿足要求的，但對於測定標準偏（piān）差估計值這一指標就太少了。因為假設重複測量次數為6次，在這種情況下最好的測量（liàng）結果是6次中標準表的累計數字都（dōu）相等，則（zé）標準偏差估（gū）計值為0.000%；其次為6次中標準表的累計數字（zì）有5次相等，有一（yī）次比（bǐ）這5次多1個或少（shǎo）1個脈（mò）衝，我們用標準表的各次累計數字來（lái）計算標準偏差估（gū）計值。從（cóng）理（lǐ）論上講，這種方法是引用了最原始的數據，應該是最可（kě）靠的（de），此時計（jì）算得到的（de）標準（zhǔn）偏差估計值為0.004%，也就是說0.001%、0.002%、0.003%這3個數（shù）在這種情況下是根（gēn）本得不到的!

　　下麵列出在重複測（cè）量次數為5次、6次和（hé）10次時，標準表的累計數字與得到的除0.000%外的最小標準偏差估計值(按0.0001間隔（gé）化整):

　　從上表可（kě）以看出，增加重複測量（liàng）次數（shù）可以使獲得的非0最小標準偏差估計值減小，但其（qí）效果不大，解決的辦法隻能是增加標準表的累計數字，增加的程（chéng）度可定為測定基本誤差時標準表的累計（jì）數字的10倍，也就是一個十萬分之幾的指（zhǐ）標是沒法在10000個脈衝中較好（hǎo）的分辨出來，而在100000個脈衝中可以較好地分辨出來。測定基本誤差和標（biāo）準偏（piān）差估計值指標時標準表的累計（jì）數字應不少於下表要求:
    在測定電子式電能表的基本誤差時，對標準的不確定度及標準和被檢的累計脈衝作了嚴格限定，這是符合微（wēi）小誤差準則的。而電子式電能表標（biāo）準偏差估計值這一指標（biāo）的測（cè）量，隻限定檢定裝置的標準（zhǔn）偏差估計值是不夠的，對標準表的累計數字也應作一限定，無論采用哪種測（cè）定方（fāng）法，所選取的（de）設定值應使標準表有足夠（gòu）的累計脈衝，以滿足分辨力的要求，否則得（dé）到的數據就不可（kě）靠。