Ezaugarriaren Ebaluazioa Sareko Elektroniko Tentsorearen Neurketarako

1. Sarrera

Sarrera elektroniko tensio transformatzaileak, indar sistemetan neurrizko osagai garrantzitsuak diren bezala, neurketa zehaztasuna sistema elektro-ospegiaren erabateko funtzionamendu eta kudeaketarekin lotuta dago. Hala ere, praktikan, elektronikoko osagaien ezaugarri oinarriarrak, ingurumen- faktoreak eta neurketa metodoen murrizketen ondorioz, tensio transformatzaileen emaitzak desegokiak izaten dira. Desegokidura hau, indar datuen zehaztasunari eragingo dio, bai eta sistemaren kontrolatzeko, antolatzeko eta babesteko estrategiak irudikatzen ditu. Beraz, sarrera elektroniko tensio transformatziailen neurketa eta egiaztapen emaitzen ez-zehaztasuna aztertzea, indar sistemen neurketa-zehaztasuna hobetzeko beharrezkoa da.

Lan honen helburua da, tensio transformatzaileen neurketarako ez-zehaztasunak eragiten duten faktoreak sistematikoki analiztea, elektronikoko osagaien tenperatura drifta, adierazpena eta sorotik kanpo, neurketako ingurumenaldiko aldaketak barne hartuz (tenperatura, igortasuna eta elektromagnetikoa). Horrela, zientifiko eta arrunt ez-zehaztasun ebaluazio metodoak bilatu ziren. Matematika modeloen eraikuntza estatistika printzipioekin bat eginez, lan hau sarrera elektroniko tensio transformatzaileentzako neurketaren ez-zehaztasuna ebaluatu du, neurketa-zehaztasunean hobekuntza egiteko eta produktu kalitatea hobetzeko oinarria emanda.

2. Neurketa Emaitzak Ebaluatzeko Esperimentua
2.1 Esperimentuko Objektua

Sarrera elektroniko tensio transformatzaileentzako ez-zehaztasun ebaluatzeko, 0.001 mailako zehaztasuneko tensio kalibratzaile zehatz bat aukeratu da, 1-1000 V neurketarako zabalera dituena. Egiaztatzeko tensio transformatzaileak 10 kV-50 kV bitarteko tenperatura primario eta 100 V sekundario ditu, 0.02 zehaztasun mailarekin. Sarrera elektroniko tensio transformatzailearen egitura ikus daiteke Irudi 1ean.

Esperimentuaren ingurumenak 20 ± 2 °C tenperatura konstante batean kokatuta daude, igortasuna 60% baino gutxiagora mantentuz, neurketaren emaitzetan eragin dezakeen faktore ingurumenaldeak kenduz.

2.2 Sarrera Elektroniko Tensio Transformatzaileak Egiaztatzeko eta Neurtzeko Metodoa

Sarrera elektroniko tensio transformatzaileak egiaztatzeko, neurketaren zehaztasuna zaintzeko, zientifikoa ez-zehaztasun ebaluazio metodoa beharrezkoa da. Ikusi dugun Irudi 1ko sarrera elektroniko tensio transformatzailea erabilita, konparazio esperimentua burutu da. Horrela, probatutako elektroniko tensio transformatzailea eta erreferentzia gailua doinela konexioa egin da, horixe Ikus daiteke Irudi 2an.

Ondoren, zehaztasun handiko digital neurketako sistema zuzenean irakurri eta kalkulatu dizkiote elektroniko tensio transformatzailearen errorea. Erreferentzia gailuaren modeloa DHBV - 110/0.02 da, zehaztasun handiarekin sustatzen den egiaztapena. Probatutako transformatzailearentzat, 0.5%, 2%, 10%, 50% eta 110% puntuan tenperatura puntuak ezarri dira, bere erabilera eskualdea gainditu dadin. Ohartarazi behar da, bi kasuetan gehieneko baimendutako errore-muga berdinak direla, elektronikoko osagaien tenperatura drifta eta adierazpena kondizio desberdinetan estabilitate handiagoa eragin dezakete. Beraz, puntu bakoitzaren estabilitatea independenteki ebaluatu behar da, neurketaren ez-zehaztasuna kontrolatzeko, indar sistemen zehaztasun handiko neurketarako eskaintzen duen teknologia.

3. Matematika Modeloa

Sarrera elektroniko tensio transformatzaileentzako ez-zehaztasun ebaluatzeko esperimentuan, neurketaren emaitzak egiaztatzeko, ez-zehaztasuna zehaztasun desbideratzea eta fase laguntzailea bezalako anitz dimentsiotan quantifikatzen da. Bi indikadore hauek, balio neurtua eta egia erreala arteko amplituduren eta fasearen desbideratzea adierazten dute. Beraz, ez-zehaztasun iturri horiek deskribatzeko matematika modeloen independenteak eraikitzeko ahal izango lirateke. Zehaztasun desbideratze Y-rako, linealeko erregresio modeloa erabil daiteke, formula hau da:

Non β0 eta β1 modeloko parametroak dira; $X$ sarrera elektroniko tensio transformatzailearen sinala da; eta $\ε$ ausazko errore terminoa da. Fase laguntzaile $\φ$-rako, trigonometriko funtzio modeloa erabil daiteke, hau da:

Non α finko fase aldatzailea den, θ(X) X sinalarekin aldatzen den fase funtzioa da. Analisi gehiago egiteko, non-linealeko terminoak edo polinomio hurbilketa sartu daitezke, modelorako zehaztasuna hobetzeko. Matematika modeloen eraikuntza horrek, neurketaren emaitzak ebaluatzeko teoriko oinarri solida eta kuantitatiboa ematen du.

4. Ez-zehaztasun Osagaien Ebaluazio Esperimentuaren Emaitzak

Sarrera elektroniko tensio transformatzaileak egiaztatzeko, ez-zehaztasun ebaluatzeko anitz tenperatura mailak ezarri dira. 0.5%, 2%, 10%, 50% eta 110% tenperatura puntuak aukeratu eta konparazio metodoarekin neurtu dira. Amplituduren eta fasearen desbideratzeen bataz besteko balioak erregistratu eta kalkulatu dira, neurketaren emaitzak ebaluatzeko oinarri gisa.

4.1 A Mota Ez-zehaztasun Ebaluazioa

A mota ez-zehaztasuna objektu bera oinarritutako neurketaren emaitzak dispersion degree-a adierazten du. Bere kalkulatzeko formula hau da:

Non n neurketen kopurua den, xi i-ren neurketaren balioa, eta x̄ neurketen bataz besteko aritmetiko bat da.

Horrela, 0.5%, 2%, 10%, 50% eta 110% tenperatura puntuetarako, A mota ez-zehaztasunaren ebaluazio emaitzak Taula 1ean agertzen dira.

Taula 1eko ikusten bezala, tenperatura puntu handiagoetan, amplituduren eta fasearen desbideratzeen A mota ez-zehaztasuna gorakada trenpatuan joango da. Honek adierazten du, tenperatura txikiagoetan, tensio transformatzailea estabilagoa da, neurketaren emaitzetan dispersion gutxiago dago. Baina, tenperatura altuagoetan, tensio transformatzailea faktore gehiagorekin eragin jaso daitezke, neurketaren emaitzetan dispersion gehiago sortuz.

4.2 B Mota Ez-zehaztasunaren Ebaluazioa

JJF 1059.1—2022 Neurketaren Ez-zehaztasunaren Ebaluazioa eta Adierazpena normaren arabera, B mota ez-zehaztasuna, jakin informazio orokorrekin inferentzia egitean datoz, neurketaren desbidazio estandarra estimatzeko. Informazio hori fabrikanteen gailu-espezifikazioak, industrian onartutako kalibratze metodoen datuak edo neurketen historialdatuen analisi estatistikoa izan daiteke. B mota ez-zehaztasunaren oinarria da, neurketaren balio posibleen aldagai tartea zehaztea esperientziaren edo zientzia profesionalaren bidez, tartearen erdigunea erabiliz.

Ondoren, probabilitate banaketa ezaugarrietan eta fidagarritasun-mailan oinarrituta, angelu adeiakoa aukeratu behar da kuantifikatzeko. Arrunta da, neurketaren balioak tarte finko baten barruan uniformeki banatuta badira (balio bakoitzak probabilitate berdina), uniforme banaketa modeloa erabiliz, eta k ≈ √3 hartuz, ebaluazioaren zehaztasuna eta zintzoa garantizatzeko. B mota ez-zehaztasunaren kalkulatzeko formula hau da:

Non a neurketaren aldagai tartearen erdigunea den.

0.5%, 2%, 10%, 50% eta 110% tenperatura puntuetarako, B mota ez-zehaztasunaren ebaluazio emaitzak Taula 2an agertzen dira.

Taula 2ko ikusten bezala, tenperatura puntu desberdinetan, amplituduren eta fasearen desbideratzeen ez-zehaztasuna gorakada trenpatuan joango da. A mota ez-zehaztasunarekin alderatuta, B mota ez-zehaztasunaren ebaluazioa, jakin informazioaren zehaztasuna eta osoasuna gehiago mendekatzen du, neurketaren emaitzak aurrekontu egiten ditu. Beraz, aplikazio praktikoetan, A eta B mota ez-zehaztasunak kontuan hartuz, neurketaren emaitzak zehaztasuna eta fidagaritasuna ulertzeko modu orokorra da.

4.3 Konbinatutako Ez-zehaztasun Estandarraren Ebaluazioa

Konbinatutako ez-zehaztasun estandarraren ebaluazioan, sarrera elektroniko tensio transformatzaile bakoitzaren egiaztapen eta neurketaren emaitzak independenteak eta korrelaziorik gabekoak badira (hau da, korrelazio koefiziente guztiak 0), ez-zehaztasunak linealeko konbinazioaren printzipioaren arabera batera egiten dira. Horrela, konbinatutako ez-zehaztasun estandarraren ebaluazioa formula hau bidez adieraz daiteke:

Horrela, 0.5%, 2%, 10%, 50% eta 110% tenperatura puntuetarako, konbinatutako ez-zehaztasun estandarraren ebaluazio emaitzak Irudi 3an agertzen dira.

Irudi 3ren emaitzetan, 0.5%tik 110%ra tenperatura puntu handiagoetara, amplituduren eta fasearen desbideratzeen konbinatutako ez-zehaztasunak gorakada trenpatuan joango dira. Espesifikoki, amplituduren ez-zehaztasuna 0.008%tik 0.085%ra (10-karratu) eta fasearen desbideratzea 0.05°tik 0.35°ra (7-karratu) goratzen dira. Trend hau, tenperatura altuagoetan, transformatzailearen eragin external gehiago izatea adierazten du, neurketaren ez-zehaztasuna handituz. Baina, ez dago datu extremoak, ebaluazio-prozesuak estabilitatea eta fidagaritasuna duelako.

5. Iragazkiak

Sarrera elektroniko tensio transformatzaileentzako ez-zehaztasun ebaluazio metodoaren ikerketan, neurketaren zehaztasunari eragiten duten anitz faktoreak analiztu dira, eta zientifiko eta efektibo ez-zehaztasun ebaluazio metodoak bilatu dira. Teoriako analisian eta esperimentuaren egiaztapenarekin, ez da bakarrik tensio transformatzailearen neurketaren fidagaritasuna hobetu, baizik eta indar sisteman erabateko funtzionamenduaren bidezko zati solidua eman da.