接地电阻测试仪测量不确定度评定

案例2 电水壶接地电阻测量结果的不确定度评估报告一、概述1.1 目的评估电水壶接地电阻测量结果的不确定度。

1.2 测量依据 Measurement basis《家用电器和类似用途电器的安全第一部分：通用要求 IEC60335-1:2010》，条款27.5 1.3 被测物品电水壶 KO330。

1.4 测量仪器接地电阻测试仪：设备编号SH080，型号E180047。

经校准，仪器电阻测量示值的最大允许误差±0.0005Ω。

仪器分辨力为1m Ω。

在校准有效期内。

1.5 测量方法和过程1.5.1 接地电阻是指接地端子或接地触点与所需连接在一起的被测器具（即接地部件）之间的电阻。

测量时，调节接地电阻测试仪交流恒流源的输出电流，使其至少为1.5 倍产品额定电流或25A （两者中选用较大的电流），让其依次在接地端子（或接地接触点）与各可触及金属部件之间通过。

1.5.2 在(20±5)℃的环境下，接通电源后将仪器预热，再进行测量。

设置合适的测试电流，测量时间至少为60s ，此时“电阻”的指示值即为试样接地电阻值。

二、测量模型电水壶接地电阻E R 的测量结果由接地电阻测试仪的示值D R 直接给出，即：D E R R = )(Ω三、不确定度度来源被测量E R 的测量不确定度来源主要有:3.1 由测量重复性引入的标准不确定度A u ，采用A 类方法评估。

3.2 由接地电阻测试仪测量示值最大允许误差引入的标准不确定度B1u ，采用B 类方法评估。

3.3 由接地电阻测试仪(数字式仪表)分辨力引入的标准不确定度2B u ，采用 B 类方法评估。

3.4 由接地电阻检测结果数值修约引入的标准不确定度3B u ，采用 B 类方法评估。

3.5 由于测量环境符合标准要求，所以环境温度引入的标准不确定度不予考虑。

四、标准不确定度评估4.1 由测量重复性引入的标准不确定度A u :预评估时，对电水壶的接地电阻进行10次独立重复测量（“独立重复测量”要求每次测量必须重新调节仪器、重新连接并测量），其结果如表1 所示：表1 电阻测量原始数据 Table 1 Resistances measure data用贝塞尔公式计算单次测量的实验标准差为：Ω≈0004.0实际测量中为单次测量,m ＝1，单次测量值为Ω=010.01R ，故测量重复性引入的标准则标准不确定度为 Ω==0004.0)(A R s u4.3 由接地电阻测试仪分辨力引入的标准不确定度B2u ：接地电阻测试仪的分辨力为0.001Ω，区间半宽为=2a 0.0005Ω，服从矩形分布，包含因子32=k ，则接地电阻测试仪分辨力引入的标准不确定度B2u 为Ω≈==00029.030005.0)(22B2k a R u4.3 由数值修约引入的标准不确定度B3u ：按标准规定，接地电阻的结果修约到0.001Ω，区间半宽为=3a 0.0005Ω，服从矩形分布，包含因子33=k ，则数值修约引入的标准不确定度B3u 为Ω≈==00029.030005.033B3k a u 五、合成标准不确定度评估因为各不确定分量互不相关,则合成标准不确定度c u 为：23B 2B22B12A c u u u u u +++=0006.0=Ω六、扩展不确定度评估取包含因子2=k ，接地电阻E R 的扩展标准不确定度U 为：002.00012.00006.02c ≈=⨯=•=u k U Ω （ 2=k ）七、不确定度汇总表2 不确定度评估汇总表八、测量结果和不确定度报告KO330*电水壶单次测量接地电阻Ω=010.01R ，其测量结果的扩展不确定度为)(002.0Ω=U 所以KO330*电水壶单次测量接地电阻的完整结果为Ω±=)002.0010.0(R ，2=k 。

1 目的
用接地电阻测试仪测量接地电阻时，提供测量不确定度评定与表示指导。

2 适用范围
适用于电气防火安全检测中接地电阻的测量不确定度的评定与表示。

3 职责
3.1 主检负责按此作业指导书进行测量不确定度评定与表示。

3.2 授权签字人负责批准评定与表示文件。

4 工作程序
4.1测量模型
本方法为直接测量，n 次重复独立重复测量，其测量值分别为x 1、x 2、x 3。

x n 用⎺X 来表示平均
值，则
1231
11(...)n
n i i x x x x x x n n ==++++=∑ ()i S x 为单次测量的实验标准差，贝塞尔公式计算得到
()i S x = ()S x 为 平均值的实验标准差，其值为
()S x =
由于多次测量的平均值比一次测量值更准确，随着测量次数的增多，平均值收敛于期望值，因此，通常以样本的算数平均值作为被测量值的最佳值，以平均值的实验标准差()S x 作为测量结果的A 类标准不确定度，所以
()A u S x ==
5相关文件
5.1 LZJ QSP 17 《测量不确定度评定与表示程序》5.2 JJF1059-1999 《测量不确定度评定与表示》。

管理规定文件接地电阻测量方法不确定度评定报告（受控文件）文件编号：CDNL-MR02版次：V1.1发放编号：制/修订：日期：审核：日期：批准：日期：1 测量方法依据GB 7000.1-2015《灯具 第1部分：一般要求与试验》的第7.2.3章节所规定接地电阻试验，测量灯具的可触及金属外壳与该设备引出的安全接地端子之间的导通电阻。

测量原理是根据欧姆定律的原理，在接地回路上流过一个电流，然后分别测量电流和电压值，按欧姆定律计算出电阻值。

本报告是基于使用型号CS2678X （南京长盛仪器）的接地电阻测试仪进行测量的评定。

2 数学模型接地电阻测试仪得出的结果为直读数据，故x R R =x R —— 被测接地电阻；R —— 直读数据。

3 方差与传播系数()()()()R u R c R u R f R u 2222x 2=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=()1c =R()()R u R u 2x 2=4 标准不确定度一览表温度、湿度变化对样品的接地电阻存在一定影响，在A 类不确定度评定的多次重复试验过程中，试验温度、湿度均控制在标准作业要求的范围内，因此认为环境变化对试验测量值的影响已包含其中做了评估。

考虑人员操作及方法对测试结果的不确定度贡献，因为该设备为直读数据，不存在读数的刻度示值误差。

另外，在A 类不确定度评定的多次重复试验中，要求同一检测人员使用同一设备，并严格按照受控作业指导书的步骤进行试验，也认为人员操作对试验测量值的影响已包含其中做了评估。

综上，共归纳了以下2个不确定度分量：5 评定分量标准不确定度 5.1 标准不确定度的A 类评定选取某灯具作为测试样品，使用接地电阻测试仪对样品的同一接地外壳测试点进行多次测量，施加试验电流10 A ，该试验共重复测量n = 8次，每次试验时间60 s 。

测量结果如下：根据JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》，标准不确定度的A 类评定应用贝塞尔公式法：1.17=∑=-=-1n n1i 2)R xi (R x s m Ω0.41==ns u x 1m Ω5.2标准不确定度的B 类评定仪器设备自身不确定度分量，通过查校准证书可知，在（0～200）m Ω量程内相对扩展不确定度评定为0.6%（2k =），则0.1420.6%49.8u 2⨯==m Ω6 合成标准不确定度0.4≈=+2221c u u u m Ω7 扩展不确定度0.8=⋅=p c p k u u m Ω（按置信概率95%p =，包含因子2k p =而得） 8 不确定度报告接地电阻测量值x R =（49.8±0.8）m Ω,（2k p =）**** 结束 ****。

接地导通电阻测试仪测量结果不确定度评定分析发布时间：2022-12-06T03:18:23.693Z 来源：《工程建设标准化》2022年第15期8月作者：黎丛焕[导读] 为提升接地导通电阻测试仪的使用性能，黎丛焕深圳市中测计量检测技术有限公司广东省深圳市 518102摘要：为提升接地导通电阻测试仪的使用性能，更好地完成测量交流电网供电的电器设备电阻功能，本文对接地导通电阻测试仪测量结果不确定度评定展开分析，探讨测量不确定度及误差定义、测量原理与测量不确定度分类，在明确测量依据、测量环境、测量方法的基础上通过构建数学模型来实现测量不确定度的确定、合成标准不确定度以及扩展不确定度的评定，为相关项目的开展提供参考。

关键词：接地导通电阻测试仪；不确定度评定；误差引言：接地导通电阻测试仪在通信、化工、铁路等领域中得到广泛应用，其中对其不确定度的评定是整个环节中的关键工作。

不确定度不仅可以有效对测量水平进行评定，还可是判断测量结果精确程度的重要指标。

不确定度越小，测量结果的精确性也就越高。

在测量金属壳体与设备引出安全接地端电阻的时候，应有效通过不确定度评定来提升数值可靠性，并强化不同测量结果之间的对比性。

一、测量不确定度与误差分析（一）测量不确定度不确定度就是度量测量结果存在的被测量估计值可能误差的过程，同时进一步对被测量值分散性及测量结果关联参数进行讨论。

结合当前的实际情况来看，测量不确定度主要可以分为标准不确定度与扩展不确定度。

（二）误差误差就是被测量单位数据与真实数据之间的差值，考虑到真实数据往往存在一定的不确定性，因此也会将误差的存在划入到理想范畴中。

当前，误差主要可以分为随机误差及系统误差两大类。

（三）测量原理在实际进行测量的过程中，需要对电气设备电源或保护接地端子的电压降进行测量，将测量结果同电流的实际结果确定阻抗。

在后续的操作中，大多借助集成化仪器确定实际电阻值。

考虑到大多数情况其电气设备的接地电阻为低值电阻，进而也可以保证其量级可以和接触电阻及引线电阻数值保持同一水平。

接地电阻表测量结果不确定度评定一、概述1 测量依据:《JJG366-2004 接地电阻表检定规程》2 环境条件:温度(20?5)?，相对湿度(40,75),。

3 测量标准:JDB-1接地电阻表检定装置，测量范围0.01Ω,2001.110Ω，最小分辨力1mΩ，准确度等级0.05级。

4 被测对象:各种型号模拟式接地电阻表度和数字式接地电阻表。

5 测量方法:5.1检测模拟式接地电阻表时，对被检检流计进行零位调整后，按检定规程中要求的接线方法接线，辅助接地电阻放在500Ω位置。

将被检接地电阻表安装在恒速器上，让接地电阻表的转动手柄中心对准恒速器转动中心轴并固定。

将被检调节至选定被检点，调节模拟接地电阻箱上的读数值RN，使被检上的检流计指零，从模拟接地电阻箱上读数，可得被检点示值的实际值。

5.2检测数字式接地电阻表时，按检定规程先对被检量程进行零位调整，将被检按检定规程中的接线方法接线，辅助接地电阻放在500Ω位置。

调节模拟接地电阻箱示值RE至选定的检测点，读取数字式接地电阻表上的示值，即可得到被检测接地电阻表在实际值为RN时的指示值RX。

6 测量结果不确定度的应用:对于所有被测的接地电阻表均可采用此方法进行评定。

二、数学模型接地电阻表的示值误差?R,Rx-RN式中:Rx为模拟接地电阻表选定检测点的示值或数字接地电阻表上的示值;RN为模拟电阻箱上的示值。

三、模拟式接地电阻表测量不确定度的评定1、输入量的标准不确定度评定输入量Rx的标准不确定度u(Rx)的评定输人量Rx的标准不确定度主要是接地电阻表的测量不重复，可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。

(可调模拟接地电阻箱的调节细度，人员读数视差所引起的不确定度已包含在重复性条件下所得测量列的分散性中，故在此不另作分析。

) 选用一台上海第六电表厂生产的接地电阻表，型号为ZC29B-2，出厂编号为032，，对其×1Ω量程第十点进行重复测量，得到测量列(每次测量均重新接线，且预先将可调模拟接地电阻箱置于零位):9.990Ω，9.974Ω，9.980Ω，9.974Ω，9.981Ω，9.975Ω，9.983Ω。

接地电阻测试过程及测量结果的不确定度评定摘要：对接地电阻进行测量的方法有很多种，如伏安两点法、三极法、四极法等，随着对接地电阻值测试准确性、便捷性要求的提高，倒相法、大电流法、变频法、相位补偿法以及基于功率谱、白噪声、高阶谱的接地电阻测试方法等都在很大程度上降低了接地电阻测试的误差和重复性。

随着数字技术和接地电阻测试理论的不断完善与发展，精确度高和便捷性强的新型接地电阻测量设备不断涌现，但是其测试值仍会受到操作人员专业素质、周边环境、施工规范性等因素的影响，导致接地电阻测试值产生误差，因此有必要对其误差原因及应对措施进行探讨。

关键词：接地电阻；测试；不确定1接地电阻概念本文论述的接地电阻测试方法是依据现有GB4706.1-2005《家用和类似用途电器的安全第一部分：通用要求》的第27章第5条进行，此条规定了接地措施的限值要求，接地电阻指的是电器易触及的金属部件与接地端子或接地触点之间的连接电阻，而非供电系统中的保护接地电阻，它是评价电器接地连续性的量化指标。

接地电阻本身的量值范围属于低值电阻，低值电阻一般指的是1Ω以下的电阻，其量级可以与引线电阻和接触电阻数值相比，因此，消除引线电阻和接触电阻对测量结果的影响就成为测量低电阻时需特别加以考虑的问题。

为了测量的需要，总是把测试仪做成具有四个端钮的设备，即一对电流端钮和一对电位端钮，电阻的定义就是两个电流引线与两个电位引线交叉点之间的电阻。

根据标准GB4706.1-2005第27.5中规定的试验方法，在电器产品的接地端子和易触及金属部件之间的连接电阻不能大于0.1Ω。

2测量方法分析伏安法、三极法和钳表法是最常用的三种接地电阻测量方式。

伏安法易受外界干扰，工作量大且操作繁琐，已不再使用。

三极法和钳表法使用较多，它们各自都有优点和缺点，三极法测量方法简单、得到的结果较准确，但花费的人力物力也较多，效率不高；钳表法相对三极法更简洁，只需将钳表钳住接地线引下线就可以获得接地电阻数据，效率比较高，但可能会有一定误差。

接地导通电阻测试仪试验电流测量结果不确定度分析
一、概述
1.测量依据
JJG984-2004 《接地导通电阻测试仪》检定规程。

2.测量对象
3级2667数字接地电阻测试仪交流电流测量值。

3.测量用标准器
MJZ-60型模拟交直流标准电阻器
4.测量方法
采用直接比较方法，在量程的20%~100%之间选取3~5个检定点对测试仪器输出的试验电流值误差进行检定，由标准器测出试验电流的实际值。

二、数学模型
X N I I I V =-
式中：I V —试验电流的示值误差；X I —试验电流设置值（显示值）；N I —模拟交直流标准电阻器标准电流表的读数。

三、方差
222()()c X N u u I u I =+
四、标准不确定度分量一览表
表1 标准不确定度分量一览表
1. 由标准器引入的标准不确定度()N u I （B 类）
（1）电流表允许误差带来的不确定度1()N u I
MJZ-60模拟交直流标准电阻器中的标准电流表由一只162
数字电流表构成，其电流允许误差为±1%，当接地电阻测试仪设定电流为25A 时，则10.1%*250.025e A ==，在区间
内可认为服从均匀分布，包含因子k 11()0.0144N u I e k A ==。

接地电阻试验不确定度评定
编号：2014002 1 目的
保证检测数据的准确可靠，确保正确的量值传递。

2 适用范围
适用于本中心接地电阻检测结果扩展不确定度的评定。

3 不确定度的评定步骤
3.1测量方法
根据GB4706.1《家用和类似用途电器的安全第一部分：通用要求》第27章的测试方法，用南京长创科技公司接地电阻测试仪CC2521直接读数测得。

3.2数学模型
r =R
式中：
r—被检测样品的接地电阻值Ω
R—接地电阻测试仪示值电阻值Ω
3.3标准不确定度A类评定
对被检测样品(选一台金属扇做测试，电流设置为25A)进行6次重复测量，并用贝塞尔公式计算实验标准偏差，测试数据见下表：
实际检测中只进行一次试验，则测量重复性导致的测量不确定度为：
u 1=s=0.98Ω=0.98/56.17≈1.74﹪
3.4 标准不确定度B 类评定
接地电阻测试仪示值引起不确定度为：
由校准证书，U 95=0.7﹪，k=2，则：
u 2=U 95/k=0.7﹪/2=0.35﹪ 3.5 灵敏度计算
C=∂r/∂R=1 3.6计算合成标准不确定度
各输入量之间互不相关，因此
%77.12221=+=
u u u c
3.7扩展不确定度的计算
U=ku c =2×1.77%=3.54%
4 不确定度的报告结果
扩展不确定度：U=3.54% （取包含因子k=2,置信概率P=95%）
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