山东省电力研究院计量检测中心  范巧成

　　本文通过对国家计量检定规程JJG596-1999《电子式电能表》(以下简称规程)关于标准偏差估计值这一指标的测量分析，提出了测量这一指标时标准表的最少累计数字与基本误差检定时标准表的最少累计数字要求是不同的，前者应为后者的10倍。    

　　一、问题的提出

　　原国家计量检定规程JJG596-1989《电子式电能表》中，关于标准偏差估计值的测量在规程第17款规定:“在额定电压、额定频率和标定电流下，对功率因数为1和0.5(L)两个负载点分别做不少于5次的相对误差测量，然后按下式计算标准偏差估计值s(%)。
    
    式中:n——对每个负载点进行重复测量的次数，n≥5；γ_i——第i次测量得出的相对误差(%)；γ——各次测量得出的相对误差平均值(%)。即:
    
    计算标准偏差估计值时，要用化整后的相对误差γ(%)来计算。”
    新规程JJG596-1999《电子式电能表》对该款作了修改，将最后一段“计算标准偏差估计值时，要用化整后的相对误差r(%)来计算。”删掉，也就是说计算标准偏差估计值时，不必对测量到的各次相对误差r(%)化整，而直接代入上式计算，这一改动是符合数据运算规则和微小误差取舍准则的。但是，这里还忽略了一个问题，那就是标准表的累计脉冲数没有另作限定，还是使用了测定基本误差时对标准表的累计脉冲数的限定(见规程的表20)，笔者认为这一限定是不够的，不能满足标准偏差估计值这一指标的测量要求。    

　　二、理论分析与数据比较

    计量器具特别是计量标准，其标准偏差估计值是一个相对很小的数值，一般为其允许误差(或扩展不确定度)的1/5～1/10，规程的表9和表10中规定了标准电能表的标准偏差估计值允许值为其基本误差绝对值的1/10，安装式电能表的标准偏差估计值允许值为其基本误差绝对值的1/5。对这一指标的测量所选用的计量标准和测量装置，其标准偏差估计值s_n相对于被测计量器具的标准偏差估计值s_x是可忽略的，一般s_n应为s_x的1/3～1/10，否则测量出的标准偏差估计值s就不能说是被测对象的标准偏差估计值，而是标准和被测两者之和，且标准占了一大部分，这一点在规程的表14中已作了明确规定。另外，还应注意的是分辨力的问题，如果测量数据是从所选用的计量标准获得，则其分辨力至少应为被测对象的标准偏差估计值允许值的1/10，否则在被测对象的标准偏差估计值允许值以内就无法分辨。关于分辨力，一般对直流电工仪器来说取决于测量盘的个数，对模拟指示仪表取决于其分度值，对数字式仪表取决于其显示位数，对于电子式电能表则取决于所设定的累计脉冲数。

　　通过以上分析可以看出，对计量器具或者计量标准的标准偏差估计值的测量，所要求的测量设备是很高的，对于电子式电能表标准偏差估计值的测量，还应对标准表的累计数字作一规定，以满足分辨力的要求，它要比测定基本误差时的累计数字要多得多。

　　例如:0.1级电子式电能表规程规定的标准偏差估计值的允许值为0.01%，用0.02级检定装置测量，装置的标准偏差允许值为0.002%，测定该表的标准偏差估计值正常时应在0.000%～0.010%范围内，也就是应为十万分之几，如果我们在标准表的累计数字为10000(规程表20规定的最小值)的条件下测定基本误差和标准偏差估计值，这一累计数字对于测定基本误差是满足要求的，但对于测定标准偏差估计值这一指标就太少了。因为假设重复测量次数为6次，在这种情况下最好的测量结果是6次中标准表的累计数字都相等，则标准偏差估计值为0.000%；其次为6次中标准表的累计数字有5次相等，有一次比这5次多1个或少1个脉冲，我们用标准表的各次累计数字来计算标准偏差估计值。从理论上讲，这种方法是引用了最原始的数据，应该是最可靠的，此时计算得到的标准偏差估计值为0.004%，也就是说0.001%、0.002%、0.003%这3个数在这种情况下是根本得不到的!

　　下面列出在重复测量次数为5次、6次和10次时，标准表的累计数字与得到的除0.000%外的最小标准偏差估计值(按0.0001间隔化整):

　　从上表可以看出，增加重复测量次数可以使获得的非0最小标准偏差估计值减小，但其效果不大，解决的办法只能是增加标准表的累计数字，增加的程度可定为测定基本误差时标准表的累计数字的10倍，也就是一个十万分之几的指标是没法在10000个脉冲中较好的分辨出来，而在100000个脉冲中可以较好地分辨出来。测定基本误差和标准偏差估计值指标时标准表的累计数字应不少于下表要求:
    在测定电子式电能表的基本误差时，对标准的不确定度及标准和被检的累计脉冲作了严格限定，这是符合微小误差准则的。而电子式电能表标准偏差估计值这一指标的测量，只限定检定装置的标准偏差估计值是不够的，对标准表的累计数字也应作一限定，无论采用哪种测定方法，所选取的设定值应使标准表有足够的累计脉冲，以满足分辨力的要求，否则得到的数据就不可靠。