გრიდის ელექტრონული ვოლტაჟის ტრანსფორმატორის ზუსტების შეფასება

1. შესავალი

ქსელური ელექტრონული ვოლტმეტრები, როგორც ძალით სისტემების უნდად გამზადებული მეტრიკული კომპონენტები, მათი ზუსტობის საზუსტობა დირექტულად დაკავშირებულია სისტემების სტაბილურ ფუნქციონირებასა და ეფექტურ მართვას. თუმცა, პრაქტიკაში, ელექტრონული კომპონენტების ხელშეკრულების, გარემოს ფაქტორების და მეტრიკული მეთოდების შეზღუდვების გამო, ვოლტმეტრების ზუსტი შედეგები ხშირად შეიცავს უზრუნველყოფილობას. ეს უზრუნველყოფილობა არაียงებს არა მხოლოდ ძალის მონაცემების ზუსტობაზე, არამედ სისტემების დისპეტჩერიზაციის, კონტროლის და დაცვის სტრატეგიების მცდარ განვითარებას. ამიტომ, ქსელური ელექტრონული ვოლტმეტრების ვერიფიკაციისა და მეტრიკის შედეგების უზრუნველყოფილობის შეფასების სამკვრივარი კვლევა ძალით სისტემების ზუსტი მეტრიკის შესაძლებლობის გაუმჯობესებისთვის უნდა იყოს საჭირო.

ამ კვლევის მიზანია სისტემურად ანალიზირდეს ვოლტმეტრების ზუსტი შედეგების უზრუნველყოფილობაზე მოქმედი ფაქტორები, რომლებიც შეიცავს ელექტრონული კომპონენტების ტემპერატურულ დრიფტს, აღმოფხვრას და ხმის დარღვევას, ასევე ტემპერატურის, ტენიანობის და ელექტრომაგნიტური ველის ცვლილებებს შესაძლებლობის გარემოში. ამით შეიძლება შესწავლა სამართლებრივი და რამდენიმე უზრუნველყოფილობის შეფასების მეთოდები. მათემატიკური მოდელების შესაქმნელად სტატისტიკური პრინციპებისა და მეტროლოგიული ცოდნის შერწყმით, ეს კვლევა სამართლებრივად შეფასებს ქსელური ელექტრონული ვოლტმეტრების ზუსტი შედეგების უზრუნველყოფილობას სხვადასხვა მუშაობის პირობებში, რითაც შეიძლება შემოუტაცოს უფრო ზუსტი ვერიფიკაციის რეგულაციების და ვოლტმეტრების პროდუქტის ხარისხის გაუმჯობესების თეორიული საფუძველი და ტექნიკური მხარდაჭერა.

2. შედეგების უზრუნველყოფილობის შეფასების ექსპერიმენტი
2.1 ექსპერიმენტული ობიექტი

ქსელური ელექტრონული ვოლტმეტრების შედეგების უზრუნველყოფილობის შეფასებისთვის, არჩეულია 0.001 დონის ზუსტი ვოლტის კალიბრაციის მოწყობილობა, რომელიც არის 1-1000 V-ის შესაძლებლობის დიაპაზონში. ვერიფიკაციის მოთხოვნილი ვოლტმეტრი შექმნილია 10 kV-50 kV პირველი დარტყმის და 100 V მეორე დარტყმის სცენარისთვის, ზუსტი დონით 0.02. ქსელური ელექტრონული ვოლტმეტრის სტრუქტურა ჩამოთვლილია ფიგურა 1-ში.

ექსპერიმენტული გარემო მითითებულია მუდმივი ტემპერატურით 20 ± 2 °C-ით, რელატიური ტენიანობა დარჩენილია ქვემოთ 60%-იდან, რათა შესაძლებლობის შედეგების გარემოს შემოქმედება გამოიშლოს.

2.2 ქსელური ელექტრონული ვოლტმეტრების ვერიფიკაციისა და მეტრიკის მეთოდი

ქსელური ელექტრონული ვოლტმეტრების ვერიფიკაციისას საჭიროა სამართლებრივი უზრუნველყოფილობის შეფასების მეთოდი ზუსტი შედეგების დასაზუსტებლად. ფიგურა 1-ში ჩამოთვლილი ქსელური ელექტრონული ვოლტმეტრის სტანდარტული მოწყობილობის გამოყენებით, გამოიყენება შედარებითი სირთულის კავშირი. ეს საშუალებას აძლევს ტესტების ელექტრონული ვოლტმეტრის სტანდარტულ მოწყობილობასთან უშეშეფასო დასართავად, რითაც არის ნაჩვენები ფიგურა 2-ში.

შემდეგ, მაღალი ზუსტი ციფრული მეტრიკის სისტემა დირექტულად წაიკითხებს და თავისი მეთოდით თავის მერა გამოთვლის ტესტების ელექტრონული ვოლტმეტრის შეცდომას. სტანდარტული მოწყობილობის მოდელი DHBV - 110/0.02, რომელიც შეიძლება უზრუნველყოს ვერიფიკაციის საშუალება. ტესტების ვოლტმეტრისთვის მითითებული დარტყმის პუნქტები 0.5%, 2%, 10%, 50% და 110% დაიყენება მისი მუშაობის დიაპაზონის დაფარვისთვის. მიუხედავად იმისა, რომ ეს პუნქტები მაქსიმალური დაშვებული შეცდომის ზღვრები არის იდენტური სრული და ნაკლები ტვირთის პირობებში, ელექტრონული კომპონენტების ტემპერატურული დრიფტი და აღმოფხვრა შეიძლება დაიწყოს მნიშვნელოვანი სტაბილურობის განსხვავებები პირობებს შორის. ამიტომ, თითოეული პუნქტის სტაბილურობა უნდა დაეშვებოდეს სამართლებრივად ვერიფიკაციის შედეგების უზრუნველყოფილობის კონტროლისთვის, რათა შეასრულოს ძალით სისტემების მუშაობის სტრიქტური მოთხოვნები ზუსტი მეტრიკის ტექნოლოგიებისთვის.

3. მათემატიკური მოდელი

ქსელური ელექტრონული ვოლტმეტრების შედეგების უზრუნველყოფილობის შეფასების ექსპერიმენტში, როდესაც ვერიფიკაციის მიზანია მოწყობილობის ზუსტობის შესამოწმებლად, მისი უზრუნველყოფილობა ხშირად გამოიყენება რამდენიმე განზომილებით, როგორიცაა ზუსტი შეცდომა და ფაზის დადება. ეს ორი ინდიკატორი ასახავს შემოსავალი და ნამდვილი მნიშვნელობების ამპლიტუდის და ფაზის განსხვავებას შორის შესაბამისად. ამით შეიძლება დაეშვებოდეს დამოუკიდებელი მათემატიკური მოდელები უზრუნველყოფილობის ეს წყაროების ზუსტ აღსაწერად. ზუსტი შეცდომის Y შემთხვევაში შეიძლება გამოიყენებოდეს ლინიური რეგრესიის მოდელი, რომელიც გამოიხატება როგორც:

სადაც β0 და β1 არის მოდელის პარამეტრები; X არის ქსელური ელექტრონული ვოლტმეტრის შესაბამისი შემოსავალი სიგნალი; ε არის შემთხვევითი შეცდომის ტერმინი. ფაზის დადების φ შემთხვევაში შეიძლება გამოიყენებოდეს ტრიგონომეტრიული ფუნქციის მოდელი როგორც

სადაც α წარმოადგენს დაფიქსირებულ ფაზურ შიფტს; θ(X) არის ფაზის ფუნქცია, რომელიც შეიცვლება შესაბამისი შესაბამისი სიგნალის შესაბამისად. უფრო დეტალური ანალიზისთვის შეიძლება შემოდიოდეს არაწრფივი ტერმინები ან პოლინომიური აპროქსიმაციები მოდელის ზუსტის გაუმჯობესებისთვის. ეს მათემატიკური მოდელების შექმნა უზრუნველყოფს მართი თეორიულ საფუძველს და კვანტიტატიურ ინსტრუმენტებს შედეგების უზრუნველყოფილობის სამართლებრივ და სისტემურ შეფასებასთვის.

4. უზრუნველყოფილობის კომპონენტების შეფასების ექსპერიმენტის შედეგები

ქსელური ელექტრონული ვოლტმეტრების ვერიფიკაციაში, რამდენიმე ვოლტის დონე უზრუნველყოფილობის შეფასებისთვის დაიყენება. მითითებული დარტყმის პუნქტები 0.5%, 2%, 10%, 50% და 110% არის შერჩეული და შემოსავალი მეთოდით შესამოწმებლად. ამპლიტუდის და ფაზის განსხვავების საშუალო მნიშვნელობები ჩაიწერება და გამოითვლება შესაბამისი ვოლტის დონის რეფერენციის მნიშვნელობებად, რათა ზუსტად შეფასოს ტესტების ვოლტმეტრის პერფორმანსის უზრუნველყოფილობა.

4.1 ტიპი A უზრუნველყოფილობის შეფასება

ტიპი A უზრუნველყოფილობა ასახავს იმის ხარისხს, თუ რამდენად დისპერირებულია ერთი და იმავე ობიექტის რეპეტიტიული შემოსავალის შედეგები. მისი გამოთვლის ფორმულაა:

სადაც n არის შემოსავალის რაოდენობა; xi არის i-ური შემოსავალი მნიშვნელობა; x̄ არის შემოსავალი მნიშვნელობების არითმეტიკური საშუალო.

შემდეგ, 0.5%, 2%, 10%, 50% და 110% დარტყმის პუნქტებისთვის, ტიპი A უზრუნველყოფილობის შეფასების შედეგები ჩამოთვლილია ცხრილში 1-ში.

როგორც ჩანს ცხრილიდან 1-დან, როგორც დარტყმის პუნქტი ზრდის, ტიპი A უზრუნველყოფილობა ამპლიტუდის და ფაზის განსხვავების შესაბამისად აჩერებს ზრდის ტენდენციას. ეს იმიტომ ხდება, რომ დაბალი ვოლტის დონეებისთვის ვოლტმეტრი უფრო სტაბილურია, რაც შემოსავალი შედეგების ნაკლებ დისპერსიას იწვევს. თუმცა, უფრო მაღალი ვოლტის დონეებისთვის, ვოლტმეტრი მეტი ფაქტორის შემოქმედების ქვეშ არის, რაც შემოსავალი შედეგების უფრო დიდ დისპერსიას იწვევს.

4.2 ტიპი B უზრუნველყოფილობის შეფასება

JJF 1059.1—2022 სახელმძღვანელო "შედეგების უზრუნველყოფილობის შეფასება და გამოხატვა" თანახმად, ტიპი B უზრუნველყოფილობა მოდის დაცული ინფორმაციის შესაბამისად გამოთვლილი სტანდარტული დევიაციის რაიმე რაოდენობის შეფასების შესაბამისად. ეს ინფორმაცია შეიძლება შეიცავდეს მწარმოებლის მოწყობილობის სპეციფიკაციებს, ინდუსტრიულად მიღებული კალიბრაციის მეთოდების მონაცემებს ან ისტორიული შემოსავალი მონაცემების სტატისტიკურ ანალიზს. ტიპი B უზრუნველყოფილობის საფუძველი არის შესაბამისი შემოსავალი მნიშვნელობის შესაძლო ვარიაციის დიაპაზონის განსაზღვრა გამოცდილებით ან პროფესიული ცოდნით, რითაც მისი ნახევარი სიგანე არის დიაპაზონის სიგანის ნახევარი.

შემდეგ, არჩეული იქნება შესაბამისი კოვერტული ფაქტორი k კვანტიფიკაციისთვის შესაბამისი ალბათური დისტრიბუციის მახასიათებლებისა და მოთხოვნილი დანარჩენი დონის შესაბამისა