Necerteco de la Mezuro por Grila Elektra Voltage Transformilo

1. Enkonduko

La retecaj elektronikaj volttransformiloj, kiel neebligeblaj mezurkomponantoj en energisistemoj, havas sian mezurakuratecon rekta ligita al la stabila operacio kaj efika administrado de energisistemoj. Tamen, praktike, pro la intrinsekaj karakterizoj de elektronikaj komponantoj, mediofaktoroj, kaj limigoj de mezurmetodoj, la rezultoj de volttransformiloj ofte enkalkulas nesertecon. Ĉi tiu neserteco ne nur influas la akuratecon de energidatumoj sed ankaŭ miskonsilas la disponegajn, regantajn, kaj protektajn strategiojn de energisistemoj. Do, enprofunda esploro pri la metodoj por nesertecevaluo de verifikaj kaj mezuraj rezultoj de retecaj elektronikaj volttransformiloj estas gravaj por plibonigi la mezurakuratecon de energisistemoj.

Ĉi tiu studo celas sisteme analizi la faktorojn kiuj influas la mezurnesertecon de volttransformiloj, inkluzive la temperaturan driftadon, maljunigon, kaj bruinterferon de elektronikaj komponantoj, same kiel ŝanĝojn en temperaturo, humido, kaj elektromagnetaj kampoj en la mezurmedio. Per tio, sciencaj kaj racionaj metodoj por nesertecevaluo estos esploritaj. Konstruante matematikajn modelojn kombinitaj kun statistikaj principoj kaj metrologia scio, ĉi tiu esploro komprene valoros la mezurnesertecon de retecaj elektronikaj volttransformiloj sub diversaj laboraj kondiĉoj, provizante teorian bazon kaj teknikan subtenon por formuladi pli precizajn verifikregulojn kaj plibonigi la produktokvaliton de volttransformiloj.

2. Eksperimento por Evaluo de Mezurnesertecon
2.1 Eksperimenta Objekto

Por nesertecevaluo de retecaj elektronikaj volttransformiloj, estas elektita preciza voltajustigilo kun akuratec-nivelo de 0,001, kovranta mezuran gamon de 1-1000 V. La verifikenda volttransformilo estas dezignita por situacioj kun unua voltado de 10 kV-50 kV kaj dua voltado de 100 V, kun akuratec-nivelo de 0,02. La strukturo de la reteca elektronika volttransformilo estas montrita en Figuro 1.

La eksperimenta medio estas agordita al konstanta temperaturo de 20 ± 2 °C, kun la relativa humido tenata sub 60%, forigante potencialajn medioefikojn sur la mezurrezultoj.

2.2 Verifikaj kaj Mezuraj Metodoj por Retecaj Elektronikaj Volttransformiloj

Dum la verifiko de retecaj elektronikaj volttransformiloj, sciencia metodo por nesertecevaluo estas bezonata por sekuri la mezurakuratecon. Uzante la retecan elektronikan volttransformilon montritan en Figuro 1 kiel standarda aparato, estas adoptita komparbaza cirkvita konekto. Ĉi tio ebligas senprobleman alineon inter la testata elektronika volttransformilo kaj la standarda aparato, kiel ilustrite en Figuro 2.

Poste, alta-akurateca cifereca mezursistemo direktlegas kaj kalkulas la eraron de la testata elektronika volttransformilo. La modelo de la standarda aparato estas DHBV-110/0.02, kun ekscela akurateco subtenanta la verifikon. Por la testata transformilo, nomitaj voltaj punktoj de 0,5 %, 2 %, 10 %, 50 %, kaj 110 % estas agorditaj por kovri ĝian operacian gamon. Notinde, kvankam la maksimume permesitaj erarlimoj por ĉi tiuj punktoj estas samaj sub plena- kaj malplena-ŝargo, la temperaturdriftado kaj maljunigo de elektronikaj komponantoj povas kaŭzi signifajn stabiligajn diferencojn tra kondiĉoj. Do, la stabileco de ĉiu punkto devas esti sendepende evaluita por kontroligi la nesertecon de la verifikrezultoj, kontentigante la strekajn postulojn de alta-akurateca mezurteknologio por la operacio de la energoreto.

3. Matematika Modelo

En la eksperimento por evaluo de la nesertecon de verifikaj kaj mezuraj rezultoj de retecaj elektronikaj volttransformiloj, dum la verifiko de la akurateco de la testata aparato, ĝia nesertecon ofte kvantifiĝas tra multaj dimensioj, kiel akuratecdevio kaj fazmalantaŭo. Ĉi tiuj du indikiloj reflektas la amplitudan diferencon kaj fazan devion inter la mezurita valoro kaj la vera valoro, respektive. Do, sendependaj matematikaj modeloj povas esti konstruitaj por akurate priskribi ĉi tiujn fontojn de nesertecon. Por la akuratecdevio Y, lineara regresamodelo povas esti uzata, esprimata kiel:

Kie β0 kaj β1 estas modelparametroj; $X$ estas la eniga signalo de la reteca elektronika volttransformilo; $\epsilon$ estas la hazarda erartermo. Por la fazmalantaŭo $\phi$, ĝi povas esti esprimita per trigonometria funkcimodelo kiel

Kie α reprezentas la fiksitan fazan ŝovon; θ(X) estas fazfunkcio, kiu varias kun la eniga signalo. Por pli detala analizo, ne-liniaj termoj aŭ polinomaj aproksimadoj povas esti enkondukataj por plibonigi la modelan akuratecon. La starigo de ĉi tiuj matematikaj modeloj provizas solidan teorian bazon kaj kvantajn ilojn por komprene kaj sisteme evalui la nesertecon de mezuraj rezultoj.

4. Rezultoj de la Eksperimento pri Nekerteckomponentevaluo

En la verifiko de retecaj elektronikaj volttransformiloj, diversaj grupoj de voltniveloj estas agorditaj por nesertecevaluo. La nomitaj voltpunktoj de 0,5 %, 2 %, 10 %, 50 %, kaj 110 % estas elektitaj kaj mezuritaj per la komparmetodo. La meznavaloj de la amplituda diferenco kaj fazdevio estas registritaj kaj kalkulitaj kiel referencaj valoroj je la respektivaj voltniveloj, por akurate evalui la performancan nesertecon de la testata transformilo.

4.1 Tipo A Nekertecevaluo

Tipo A nesertecon reflektas la gradon de disperado inter la rezultoj ricevitaj dum ripetaj mezuroj de la sama objekto. Ĝia kalkula formulo estas:

Kie n estas la nombro de mezuroj; x_i estas la i-a mezurita valoro; xˉ estas la aritmetika meznombro de la mezuritaj valoroj.

Do, por la nomitaj voltpunktoj de 0,5 %, 2 %, 10 %, 50 %, kaj 110 %, la evaluaĵrezultoj de Tipo A nesertecon estas montritaj en Tablo 1.

Kiel vidite el Tablo 1, kiam la nomita voltpunkto pligrandigas, la Tipo A nesertecon de ambaŭ la amplituda diferenco kaj la fazdevio montras pligrandiĝantan tendencon. Ĉi tio estas pro tio, ke je pli malaltaj voltniveloj, la volttransformilo estas pli stabila, rezultigante pli malgrandan disperadon en la mezurrezultoj. Tamen, je pli altaj voltniveloj, la volttransformilo estas afektita de pli multaj faktoroj, do kondukante al pli granda disperado en la mezurrezultoj.

4.2 Evaluo de Tipo B Nekertecon

Sub JJF 1059.1—2022 Evaluado kaj Esprimo de Mezurnesertecon, Tipo B nesertecon venas de raŭme inferencado de konataj rilataj informoj por taksi ĝian norman devion. Ĉi tiuj informoj povas envolvi aparatspezifikojn de prodontoj, datumojn de industrie-akceptitaj kalibrmetodoj, aŭ statistikan analizon de historiĉaj mezurdatoj. La kernpunkto de Tipo B nesertecon estas difini la eblan variadgamon de la mezurita valoro bazita sur sperto aŭ profesia scio, kun ĝia duona larĝo estanta duono de la gamlarĝo.

Tiam, selektu taŭgan kovran faktoron k por kvantado laŭ la probabla distribufunkcio kaj postulata fidindanivel. Kutime, se mezuritaj valoroj estas uniforme distribuitaj en la antaŭagordita intervalo (ĉiu valoro havas egalprobablecon), la uniforma distribuamodelo estas uzata, kaj k povas esti prenita kiel proksimumo de √3 por sekuri la akuratecon kaj riguron de la evaluado. La kalkula formulo por Tipo B nesertecon estas

Kie a estas la duona larĝo de la mezurvariadintervalo.

Por la nomitaj voltpunktoj de 0,5 %, 2 %, 10 %, 50 %, kaj 110 %, la evaluaĵrezultoj de Tipo B nesertecon estas montritaj en Tablo 2.

Kiel vidite el Tablo 2, je diversaj nomitaj voltpunktoj, ĉu por amplituda diferenco aŭ fazdevio, la nesertecon montras pligrandiĝantan tendencon kiam la voltnivelo pligrandigas. Kompare kun Tipo A nesertecon, la evaluo de Tipo B nesertecon pli dependas de la akurateco kaj kompleteco de konataj informoj, reflektante antaŭan takson de la performanco de la mezurita volttransformilo. Do, en praktikaj aplikoj, komprene konsiderante Tipo A kaj Tipo B nesertecon permesas pli kompletan kapton de la akurateco kaj fidindeco de mezurrezultoj.

4.3 Evaluo de Kombinita Norma Nekertecon

Dum la evaluo de la kombinita norma nesertecon, se la verifikaj kaj mezuraj rezultoj de ĉiu reteca elektronika volttransformilo estas sendependaj kaj nekorrelaciitaj (t.e., iliaj korrelaciaj koeficientoj estas ĉiuj 0), la nesertecoj sekvas la principon de lineara kombino por akumulado. Bazite sur ĉi tio, la evaluo de la kombinita norma nesertecon povas esti esprimita per la jena formulo

Do, por la nomitaj voltpunktoj de 0,5 %, 2 %, 10 %, 50 %, kaj 110 %, la evaluaĵrezultoj de la kombinita norma nesertecon estas montritaj en Figuro 3.

El la rezultoj de Figuro 3, kiam la nomita voltpunkto pligrandigas de 0,5 % al 110 %, la kombinita norma nesertecon de amplituda diferenco kaj fazdevio montras stabile pligrandiĝantan tendencon. Specife, la nesertecon de amplituda diferenco pligrandigas de 0,008 % al 0,085 % (ĉirkaŭ 10-oble), kaj la fazdevio de 0,05° al 0,35° (ĉirkaŭ 7-oble). Ĉi tiu tendenco implicas, ke pli alta voltnivelo pligrandigas la sensibilecon de la transformilo al ekstera interfero, vastigante la mezurnesertecon. Tamen, neniu ekstremaj datŝanĝoj okazas, indikante, ke la evalua procezo estas stabila kaj fidinda.

5. Konkludo

En la esploro pri la metodo por nesertecevaluo de la verifikaj kaj mezuraj rezultoj de retecaj elektronikaj volttransformiloj, diversaj faktoroj, kiuj influas la mezurakuratecon, estas analizitaj, kaj sciencaj kaj efikaj evalumetodoj estas esploritaj. Per teoria analizo kaj eksperimenta verifiko, ĝi ne nur plibonigas la fidindecon de la mezurrezultoj de volttransformiloj, sed ankaŭ provizas solidan garantion por la stabila operacio de la energisistemo.