孫天瑜 馬駿 劉延博 尹福成

【摘要】 泄露電流測(cè)試儀是檢測(cè)電子儀器電氣安全性能的重要設(shè)備，本文對(duì)其測(cè)量結(jié)果不確定度的影響量進(jìn)行了分析，對(duì)不確定度進(jìn)行了評(píng)定，并給出了常用泄漏電流測(cè)試儀的測(cè)量結(jié)果不確定度，為開展該類儀器的檢測(cè)工作提供參考。

【關(guān)鍵詞】 泄漏電流測(cè)試儀;電氣安全;不確定度

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2020.05.011

Evaluation of Uncertainty of Measurement Results of Leakage Current Tester

SUN Tian-yu1，MA Jun2，LIU Yan-bo1，YIN Fu-cheng1

（1.Liaoning Institute of Measurement，Shenyang 110004，China;

2.Liaoning Equipment Manufacturing Vocational and Technical College，Shenyang 110161，China）

Abstract： The leakage current tester is an important device for detecting the electrical safety performance of electronic instruments. This article analyzes the influence of the uncertainty of its measurement results， evaluates the uncertainty， and gives the uncertainty of measurement results of commonly used leakage current testers. Provide a reference for the detection of such instruments.

Key words： leakage current tester;electrical safety;uncertainty

隨著科技水平的不斷進(jìn)步， 各類電子產(chǎn)品在生產(chǎn)和生活中得到廣泛應(yīng)用， 人們對(duì)電子產(chǎn)品、電器產(chǎn)品的安全性提出了更高的要求。對(duì)于電氣安全性能進(jìn)行的測(cè)試主要有以下幾種：電氣強(qiáng)度測(cè)試、絕緣電阻測(cè)試、接地電阻試和泄漏電流試等四類，泄漏電流對(duì)于產(chǎn)品的絕緣性能有著重要的衡量作用，也可以有效的對(duì)于電氣設(shè)備的使用安全性能來進(jìn)行評(píng)估。

泄漏電流是指在沒有故障施加電壓的情況下，電氣中帶相互絕緣的金屬零件之間，或帶電零件與接地零件之間，通過其周圍介質(zhì)或絕緣表面所形成的電流稱為泄漏電流。泄漏電流測(cè)試儀是測(cè)量泄漏電流的主要計(jì)量?jī)x器，目前廣泛應(yīng)用于各種電氣設(shè)備的生產(chǎn)和制造中。

1 概述

1.1 測(cè)量依據(jù)

JJG 843-2007《泄漏電流測(cè)試儀》檢定規(guī)程。

1.2 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)

計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)為泄漏電流測(cè)試儀檢定裝置，測(cè)量范圍為0～100 mA。

1.3 被測(cè)對(duì)象

1.4 測(cè)量方法

采用數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)表法，通過可調(diào)電壓源輸出一定的電壓，通過電阻箱調(diào)節(jié)電流，用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電流表讀取電流實(shí)際值。在以下評(píng)定中，標(biāo)準(zhǔn)器與被測(cè)的電流包含交流與直流部分，且準(zhǔn)確度等級(jí)一致，所以均用“電流”表述。

1.5 環(huán)境條件

溫度20 ℃±5 ℃，相對(duì)濕度（60±15）%。

2 測(cè)量模型

[y=x+δxr]

式中：[y]——測(cè)量得到的泄漏電流實(shí)際值;

[x]——泄漏電流測(cè)試儀檢定裝置讀數(shù);

[δxr]——表示在測(cè)量過程中的隨機(jī)因素對(duì)測(cè)量結(jié)果帶來的影響。

靈敏系數(shù)：

[cx=yx=1.0]，[cr=y（δxr）=1.0]

3 不確定度傳播率

[uc2（y）=cxu2（x）+cru2（δxr）]

4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

1）泄漏電流測(cè)試儀測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度分量ur1，認(rèn)定其服從正態(tài)分布，用A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。以測(cè)量型號(hào)CJ2678，準(zhǔn)確度等級(jí)為2級(jí)的泄漏電流測(cè)試儀為例，校準(zhǔn)10 mA點(diǎn)，重復(fù)測(cè)量10次：

算數(shù)平均值為：

[x=9.97] mA

實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為：

[s=0.0057] mA。

由重復(fù)性帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

[ur1=s/10=0.0018] mA

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

[ur1rel=0.0018 mA/10 mA=0.018%]

2）被測(cè)泄漏電流測(cè)試儀分辨率引入的不確定度分量ur2，其分辨力為0.01 mA，其半寬為0.005 mA，認(rèn)定服從均勻分布，用B類標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)不確定度評(píng)定

其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

[ur1=0.005 mA3=0.0029] mA

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

[ur2rel=0.0029mA/10mA=0.029%]

3）泄漏電流測(cè)試儀檢定裝置準(zhǔn)確度引入的不確定度分量ux，認(rèn)定服從均勻分布，用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

根據(jù)證書，泄漏電流測(cè)試儀檢定裝置準(zhǔn)確度等級(jí)為0.02級(jí)。故其標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

[ux=0.02%×10 mA3=0.0012] mA

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

[uxrel=0.0012 mA/10 mA=0.012%]

為避免重復(fù)性測(cè)量與儀器的分辨率重復(fù)計(jì)算，只計(jì)最大影響量ur2，舍棄ur1。

5 不確定度計(jì)算

5.1 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表

5.2 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

以上兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量是互不相關(guān)的，絕對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

[uc=u2r2+u2x=0.0032] mA

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

[ucrel=0.0032 mA/10 mA=0.032%]

5.3 擴(kuò)展不確定度計(jì)算

絕對(duì)擴(kuò)展不確定度為：

[U=kuc=2×0.0032 mA=0.007 mA]，k=2

相對(duì)擴(kuò)展不確定度為：

[Urel= 0.007 mA/10 mA=0.07%]，k=2

6 泄漏電流測(cè)試儀的測(cè)量不確定度評(píng)估

根據(jù)JJG 843-2007《泄漏電流測(cè)試儀》檢定規(guī)程，對(duì)分辨率為0.01 mA，示值范圍（0～20） mA的泄漏電流測(cè)試儀校準(zhǔn)4 mA，10 mA，16 mA，20 mA點(diǎn)，不確定度評(píng)估如表5。

對(duì)分辨率為0.1 mA，示值范圍（0～100） mA的5級(jí)泄漏電流測(cè)試儀校準(zhǔn)20 mA，50 mA，80 mA，100 mA點(diǎn)，不確定度評(píng)估如表6。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 測(cè)量不確定度評(píng)定與表示：JJF 1059.1-2012[S].

[2] 泄漏電流測(cè)試儀：JJG 843-2007[S].

【作者簡(jiǎn)介】

孫天瑜（1981-），男，高級(jí)工程師，碩士，研究方向?yàn)楦邏涸O(shè)備、安規(guī)及電氣安全設(shè)備、電壓、電流互感器等儀器的檢定校準(zhǔn)。

馬駿（1981-），女，講師，碩士，研究方向?yàn)殡姎庾詣?dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)方面的教學(xué)和研究。

劉延博（1981-），男，高級(jí)工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)楦邏涸O(shè)備、安規(guī)及電氣安全設(shè)備、電壓、電流互感器等儀器的檢定校準(zhǔn)。

尹福成（1986-），男，工程師，碩士，研究方向?yàn)楦邏涸O(shè)備、安規(guī)及電氣安全設(shè)備、電壓、電流互感器等儀器的檢定校準(zhǔn)。