低压电器检测设备的选择和测量不确定度
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低压电器检测设备的选择和测量不确定度
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学术论坛· ⑧
·
低压电器检测设备的选择和测量不确定度
张英男
(青岛市产品质量检验技术研究所 山东青岛 266000)
摘 要：我国是一个用电大国，而且对电力的需求还在与日俱增。低压电器检测设备是保障电力系统正常运行的一块护心
镜。事实上就目前情况来说，我们的检测设备技术水平都是非常先进的，只是在选择的过程中会存在各种各样的问题，导致人
力．物力．财力的大量浪费，这才是我们目前亟待解决的问题。
关键词：检测技术 检测设备 测量不确定度 测量不确定度的步骤
中图分类号：TM52 文献标识码：A 文章编号：1007～94l6(20l1)o4—0176一O2
检测技术与自动化装置是将自动化、电 问题。 的可靠性服务的，最终产品质量检验数据的
子、计算机、控制工程、信息处理、机械等多 可靠性到底有多高，检测人员应具备评价的
种学科、多种技术融合为一体并综合运用的 2，关于如何选择设备 能力。
符合技术，广泛应用于交通、电力、冶金、化 科学地选择检测设备是可以为企业节 4．1对检测实验室。在对不确定度
工、建材等各领域自动化装备及生产自动化 省下巨大成本的。关于如何选择检测设备， 的评定计算中可以简化为
过程。检测技术与自动化装置的研究与应 我有一些观点分享：首先，设计人员、工艺技 (1)可以不给自由度 (2)合成时，可以不
用，不仅具有重要的理论意义，符合当前及 术人员以及计量技术人员的协作非常关键， 考虑相关性；(3)灵敏系数Ci可以统一取1；
今后相当长时期内我国科技发展的战略，而 这是主观的因素；在实践中，我们选择检测 (4)k可以统～取2；(5)由于某些检测方法的
且紧密结合国民经济的实际情况，对促进企 设备就需要注意很多客观因素。首先，一定 性质，决定了无法从计量学和统计学角度对
业技术进步、传统工业技术改造和铁路技术 要充分考虑工作环境的温度、适度、化学腐 测量不确定度进行有效而严格的评定，这时
装备的现代化有着重要的意义。随着科技日 蚀、电磁干扰等等会对设备使用产生影响的 至少应通过分析方法，列出各主要的不确定
新月异地发展，生产技术的现代化、产品的 问题。其次，对检测设备的选择不能盲目追 度分量，并做出合理的评定，列出各主要的
科学技术含的巨大提升，以及产品使用广泛 求高精度，因为检测的最终目的是求的被检 不确定度分量，并至少应通过分析方法，列
度的不断扩大，科学合理地选择检测设备也 测参数的真值，但是真值是一个无限精确的 出各主要的不确定度分量，并做出合理的评
就变得十分重要了。我认为当下检测设备的 值，是永远无法测得的，只能无限接近。 定。同时应确保测量结果的报告形式不会使
选择方面还是存在这很大的缺陷的。 用户造成对所给测量不确定度的误解。(6)当
3 检测结果与测量不确定度 需要时，检测实验室出具的不确定度报告中
1．设备检测存在的问题——不是 从检测结果值来说，得到的结果只能是 应明确写明：“扩展不确定度U_．．…·。它是
设备问题，是设备选择的问题 追求最精确、最接近真值的，而不可能获得 合成标准不确定度u_c-……乘以包含因子k
产品技术在不断发展，检测设备也应该 绝对真值，正如哲学上所说的世界上只有 一 ·… 而得到”。(7)就“测量溯源性”而言，由
同步更新。很多时候我都会遇上这样的情 “相对”，没有“绝对”。一个测量结果应有相 于检测的多样性，检测要求差别又很大，考
况，因为检测设备跟不上产品技术的发展， 应的表示测量结果质量的指标，以便于那些 虑到需要与可能、经济与合理，实事求是地
造成故障率高、维修费用高、产品使用寿命 使用测量结果的人评定其可靠性，因此测量 按照每一个检测项目测量不确定度分析结
短的情况，导致巨大人力、物力、财力的浪 不确定度就有了它在设备检测上的意义。 果，依据设备校准分量对总的测量不确定度
费，直接影响到了企业的经济效益。究其原 测量不确定度是指表征合理地赋予被 贡献的大小，来衡量设备校准溯源要求。(8)
因，我认为还是缺少专业的技术人员的参 测量之值的分散性，与测量结果相联系的参 检测实验室应对所有承检项目进行评估，审
与。还有这样一种情况就是，在设备的改造 数。测量不确定度从词义上理解，意味着对 核设备校准对检测总的不确定度的影响，并
过程中，因为没有专业技术人员的参与，改 测量结果可信性、有效性的怀疑程度或不肯 在此基础上合理的制定适用于自身的设备
造仍在照搬原规格型号，因此而造成了人 定程度，是定量说明测量结果的质量的一个 校准与测量溯源计划和程序。(9)测量不确定
力、财力的浪费，同时也提高了产品的成本。 参数 度的评定应正确捕捉和收集信息，并进行科
由于检测设备造成的浪费，还有一个很 学的评价。不确定度评定过大，会因测量不
常见的例子。企业在选择检测设备规格、型 4、测量不确定度在工作中的具体 能满足需要而再投资，造成浪费。不确定度
号、厂家时过于杂乱，因此常常会在很大程 应用 评定过小，降低检测数据的可靠性则给顾客
度上影响设备的使用率、使用效果和使用寿 作为检测实验室，它出具的检验结果 造成损失。
命。出现这种情况，主要还是因为企业未能 (数据、参数)，尽管已经到了量值传递的末 4．2 评定与表示测量不确定度的
用“发展的眼光”去看待问题。虽然购买“套 端，但它也是传递过程中的一个环节，可以 步骤可归纳为
装”的价格会相对高昂，但是完全可以避免 说，前边的每一个传递过程提出的不确定 (1)分析测量不确定度的来源，列出对测
检测设备不能互换和设备使用用途单一的 度，都是为我们最终一个环节一 检测结果 (下转178页)
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采用SCADA做系统的监控软件，具有 员进行口令级别设置和检查；确定每个操作 成功应用于商品交易大厦的集中动力环境
以下性能和特点： 员的操作权限，并记录操作员的操作。 监控中。实践证明，该监控系统方案具有一
(1)遥测、遥信功能：包括数据的工程量 (6)系统显示功能：包括各种单线图、曲 定的实用性和先进性，对电信、银行以及其
值转换，越限检查等； 线、图表等画面的显示； 他企业的机房动力环境监控有一定的推广
(2)遥控功能：可对操作对象进行远方控 (7)系统组态功能：完成网络节点、路径、 应用价值。
制，包括控制命令的发布、控制条件的检查、 报警、安全等参数的设置功能。组态及在线
模拟盘操作等； 修改工作易操作，完全采用人机对话表格输 参考文献
(3)告警处理功能：包括报警条件的设 入方式。可对各种用户画面和数据库进行在 …1童娇娇．通信电源监控系统中监控单元
定、报警的发布、确认等； 线修改、编辑和定义，包括数据库生成，画面 的设计[DI．西安科技大学，2009．
(4坜史数据处理功能：包括历史数据的 生成，控制监视、测量点参数的修改和删除， f2】高翠群．动力环境监控系统的消息传输
收集、历史曲线的显示、历史统计资料的存 调度任务的生成和修改等。 协议设计研究UJ．软件工程师，2010，(O7)：
储、历史统计报表的建立、打印等。 53—54．
(5)安全管理功能：包括个人帐户的建 4，结语
立、操作权限的检查、操作区域的划分、检查 该系统已成功应用于湖南铁通、河南铁
操作过程记录等；可对各等级的运行管理人 通的多个通信基站机房的动力环境监控，也
(上接176页)
量结果影响显著的不确定度分量。(2)评定标 否或者说可靠性如何，又成为决定质量活动 是实验室专业技术水平高低的体现。
注不确定度分量，并给出其数值 ui和自由 成败的关键所在。一个实验室若希望证明自
度vi。(3)分析所有不确定度分量的相关性， 己的管理体系是按ISO／IEC 17025：2005 参考文献
确定各相关系数P ij。(4)求测量结果的合成 《检测和校准实验室能力的通用要求》标准 I1I施文康，余晓芬《检测技术》．2010—1—
标准不确定度，则将合成标准不确定度uc及 运作的，有技术能力且能出具技术上有效的 1．
自由度v。(5)若需要给出展伸不确定度，则 检测／校准结果，就必须强化测量不确定度 『2】刘丽华．《自动检测技术及应用 清华
将合成标准不确定度UC乘以包含因子k，得 评定的工作。随着经济全球化和高科技迅猛 大学出版社，2010-1-1．
展伸不确定度U=kuc。(6)给出不确定度的 的发展，已通过了中国实验室国家认可委员 [31 JJF1O59—1999．<(测量不确定度评定与
最后报告，以规定的方式报告被测量的估计 会认可的或正在准备通过认可的检测实验 表示》．
值y及合成标准不确定度uc或展伸不确定度 室都应该大力开展不确定度评定工作的模 『44 IISO／IEC17025．I999．(检测和校准实验
U，并说明获得它们的细节。 索和实践，以适应当代全球化经济和科学发 室能力的通用要求》
任何企业的所有质量活动都离不开信 展的需要。开展好测量不确定度的评定，是
息的支持，其中大部分的信息是以定量数据 实验室提高出具检验结果可靠性的重要保
的形式存在的，那么这些数据本身的正确与 障，是我们工作的科学性和准确性的体现，
(上接1 75页)
程日趋成熟。测绘部门已基本实现测绘装 4 结语 化，测绘产品市场化，信息服务网络化，成果
备现代化、_工艺流程系统化、测绘产品数 随着经济全球化、全球信息化的加速发 应用社会化。
字化。数字化测绘技术体系的建立 ，堪称 展，测绘技术的发展也是日新月异、同步发
过去30．年中国测绘发展历程中内容最丰 展，与此同时，地理空间数据基于Internet的 参考文献
富、影响最大、社会评价最高的重要成果 网上数据分发、数据查询、电子商务、百姓生 … 郭良金．数字测绘的几点体会U】．中国西
之一。它不仅带来了测绘生产力的巨大飞 活等方面也将迅速发展。从测绘技术发展的 部科技，2010．23．
跃，提高了测绘技术装备水平和队伍整体 过程看，我们发现对数据使用者而言，他们 【2】叶飞．浅谈工程测量与三维技术的发展
素质，推动了测绘生产方式和组织结构的 关注的问题不是数据本身，而是数据的应用 沿海企业与科技，2010．02．
重大变革，更显著提升了测绘对国民经济 和服务。因此，我们要在测绘数据的管理，分
建设与社会可持续发展的服务保障能力， 发、应用、服务等方面加强开发和研究，早日
并奠定了向信息化测绘发展的基础。 实现地理信息获取实时化，数据处理自动
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低压电器检测设备的选择和测量不确定度
张英男
(青岛市产品质量检验技术研究所 山东青岛 266000)
摘 要：我国是一个用电大国，而且对电力的需求还在与日俱增。低压电器检测设备是保障电力系统正常运行的一块护心
镜。事实上就目前情况来说，我们的检测设备技术水平都是非常先进的，只是在选择的过程中会存在各种各样的问题，导致人
力．物力．财力的大量浪费，这才是我们目前亟待解决的问题。
关键词：检测技术 检测设备 测量不确定度 测量不确定度的步骤
中图分类号：TM52 文献标识码：A 文章编号：1007～94l6(20l1)o4—0176一O2
检测技术与自动化装置是将自动化、电 问题。 的可靠性服务的，最终产品质量检验数据的
子、计算机、控制工程、信息处理、机械等多 可靠性到底有多高，检测人员应具备评价的
种学科、多种技术融合为一体并综合运用的 2，关于如何选择设备 能力。
符合技术，广泛应用于交通、电力、冶金、化 科学地选择检测设备是可以为企业节 4．1对检测实验室。在对不确定度
工、建材等各领域自动化装备及生产自动化 省下巨大成本的。关于如何选择检测设备， 的评定计算中可以简化为
过程。检测技术与自动化装置的研究与应 我有一些观点分享：首先，设计人员、工艺技 (1)可以不给自由度 (2)合成时，可以不
用，不仅具有重要的理论意义，符合当前及 术人员以及计量技术人员的协作非常关键， 考虑相关性；(3)灵敏系数Ci可以统一取1；
今后相当长时期内我国科技发展的战略，而 这是主观的因素；在实践中，我们选择检测 (4)k可以统～取2；(5)由于某些检测方法的
且紧密结合国民经济的实际情况，对促进企 设备就需要注意很多客观因素。首先，一定 性质，决定了无法从计量学和统计学角度对
业技术进步、传统工业技术改造和铁路技术 要充分考虑工作环境的温度、适度、化学腐 测量不确定度进行有效而严格的评定，这时
装备的现代化有着重要的意义。随着科技日 蚀、电磁干扰等等会对设备使用产生影响的 至少应通过分析方法，列出各主要的不确定
新月异地发展，生产技术的现代化、产品的 问题。其次，对检测设备的选择不能盲目追 度分量，并做出合理的评定，列出各主要的
科学技术含的巨大提升，以及产品使用广泛 求高精度，因为检测的最终目的是求的被检 不确定度分量，并至少应通过分析方法，列
度的不断扩大，科学合理地选择检测设备也 测参数的真值，但是真值是一个无限精确的 出各主要的不确定度分量，并做出合理的评
就变得十分重要了。我认为当下检测设备的 值，是永远无法测得的，只能无限接近。 定。同时应确保测量结果的报告形式不会使
选择方面还是存在这很大的缺陷的。 用户造成对所给测量不确定度的误解。(6)当
3 检测结果与测量不确定度 需要时，检测实验室出具的不确定度报告中
1．设备检测存在的问题——不是 从检测结果值来说，得到的结果只能是 应明确写明：“扩展不确定度U_．．…·。它是
设备问题，是设备选择的问题 追求最精确、最接近真值的，而不可能获得 合成标准不确定度u_c-……乘以包含因子k
产品技术在不断发展，检测设备也应该 绝对真值，正如哲学上所说的世界上只有 一 ·… 而得到”。(7)就“测量溯源性”而言，由
同步更新。很多时候我都会遇上这样的情 “相对”，没有“绝对”。一个测量结果应有相 于检测的多样性，检测要求差别又很大，考
况，因为检测设备跟不上产品技术的发展， 应的表示测量结果质量的指标，以便于那些 虑到需要与可能、经济与合理，实事求是地
造成故障率高、维修费用高、产品使用寿命 使用测量结果的人评定其可靠性，因此测量 按照每一个检测项目测量不确定度分析结
短的情况，导致巨大人力、物力、财力的浪 不确定度就有了它在设备检测上的意义。 果，依据设备校准分量对总的测量不确定度
费，直接影响到了企业的经济效益。究其原 测量不确定度是指表征合理地赋予被 贡献的大小，来衡量设备校准溯源要求。(8)
因，我认为还是缺少专业的技术人员的参 测量之值的分散性，与测量结果相联系的参 检测实验室应对所有承检项目进行评估，审
与。还有这样一种情况就是，在设备的改造 数。测量不确定度从词义上理解，意味着对 核设备校准对检测总的不确定度的影响，并
过程中，因为没有专业技术人员的参与，改 测量结果可信性、有效性的怀疑程度或不肯 在此基础上合理的制定适用于自身的设备
造仍在照搬原规格型号，因此而造成了人 定程度，是定量说明测量结果的质量的一个 校准与测量溯源计划和程序。(9)测量不确定
力、财力的浪费，同时也提高了产品的成本。 参数 度的评定应正确捕捉和收集信息，并进行科
由于检测设备造成的浪费，还有一个很 学的评价。不确定度评定过大，会因测量不
常见的例子。企业在选择检测设备规格、型 4、测量不确定度在工作中的具体 能满足需要而再投资，造成浪费。不确定度
号、厂家时过于杂乱，因此常常会在很大程 应用 评定过小，降低检测数据的可靠性则给顾客
度上影响设备的使用率、使用效果和使用寿 作为检测实验室，它出具的检验结果 造成损失。
命。出现这种情况，主要还是因为企业未能 (数据、参数)，尽管已经到了量值传递的末 4．2 评定与表示测量不确定度的
用“发展的眼光”去看待问题。虽然购买“套 端，但它也是传递过程中的一个环节，可以 步骤可归纳为
装”的价格会相对高昂，但是完全可以避免 说，前边的每一个传递过程提出的不确定 (1)分析测量不确定度的来源，列出对测
检测设备不能互换和设备使用用途单一的 度，都是为我们最终一个环节一 检测结果 (下转178页)
1 76 数字技术与应用 Digital technology and application学术论坛· ⑧
·
采用SCADA做系统的监控软件，具有 员进行口令级别设置和检查；确定每个操作 成功应用于商品交易大厦的集中动力环境
以下性能和特点： 员的操作权限，并记录操作员的操作。 监控中。实践证明，该监控系统方案具有一
(1)遥测、遥信功能：包括数据的工程量 (6)系统显示功能：包括各种单线图、曲 定的实用性和先进性，对电信、银行以及其
值转换，越限检查等； 线、图表等画面的显示； 他企业的机房动力环境监控有一定的推广
(2)遥控功能：可对操作对象进行远方控 (7)系统组态功能：完成网络节点、路径、 应用价值。
制，包括控制命令的发布、控制条件的检查、 报警、安全等参数的设置功能。组态及在线
模拟盘操作等； 修改工作易操作，完全采用人机对话表格输 参考文献
(3)告警处理功能：包括报警条件的设 入方式。可对各种用户画面和数据库进行在 …1童娇娇．通信电源监控系统中监控单元
定、报警的发布、确认等； 线修改、编辑和定义，包括数据库生成，画面 的设计[DI．西安科技大学，2009．
(4坜史数据处理功能：包括历史数据的 生成，控制监视、测量点参数的修改和删除， f2】高翠群．动力环境监控系统的消息传输
收集、历史曲线的显示、历史统计资料的存 调度任务的生成和修改等。 协议设计研究UJ．软件工程师，2010，(O7)：
储、历史统计报表的建立、打印等。 53—54．
(5)安全管理功能：包括个人帐户的建 4，结语
立、操作权限的检查、操作区域的划分、检查 该系统已成功应用于湖南铁通、河南铁
操作过程记录等；可对各等级的运行管理人 通的多个通信基站机房的动力环境监控，也
(上接176页)
量结果影响显著的不确定度分量。(2)评定标 否或者说可靠性如何，又成为决定质量活动 是实验室专业技术水平高低的体现。
注不确定度分量，并给出其数值 ui和自由 成败的关键所在。一个实验室若希望证明自
度vi。(3)分析所有不确定度分量的相关性， 己的管理体系是按ISO／IEC 17025：2005 参考文献
确定各相关系数P ij。(4)求测量结果的合成 《检测和校准实验室能力的通用要求》标准 I1I施文康，余晓芬《检测技术》．2010—1—
标准不确定度，则将合成标准不确定度uc及 运作的，有技术能力且能出具技术上有效的 1．
自由度v。(5)若需要给出展伸不确定度，则 检测／校准结果，就必须强化测量不确定度 『2】刘丽华．《自动检测技术及应用 清华
将合成标准不确定度UC乘以包含因子k，得 评定的工作。随着经济全球化和高科技迅猛 大学出版社，2010-1-1．
展伸不确定度U=kuc。(6)给出不确定度的 的发展，已通过了中国实验室国家认可委员 [31 JJF1O59—1999．<(测量不确定度评定与
最后报告，以规定的方式报告被测量的估计 会认可的或正在准备通过认可的检测实验 表示》．
值y及合成标准不确定度uc或展伸不确定度 室都应该大力开展不确定度评定工作的模 『44 IISO／IEC17025．I999．(检测和校准实验
U，并说明获得它们的细节。 索和实践，以适应当代全球化经济和科学发 室能力的通用要求》
任何企业的所有质量活动都离不开信 展的需要。开展好测量不确定度的评定，是
息的支持，其中大部分的信息是以定量数据 实验室提高出具检验结果可靠性的重要保
的形式存在的，那么这些数据本身的正确与 障，是我们工作的科学性和准确性的体现，
(上接1 75页)
程日趋成熟。测绘部门已基本实现测绘装 4 结语 化，测绘产品市场化，信息服务网络化，成果
备现代化、_工艺流程系统化、测绘产品数 随着经济全球化、全球信息化的加速发 应用社会化。
字化。数字化测绘技术体系的建立 ，堪称 展，测绘技术的发展也是日新月异、同步发
过去30．年中国测绘发展历程中内容最丰 展，与此同时，地理空间数据基于Internet的 参考文献
富、影响最大、社会评价最高的重要成果 网上数据分发、数据查询、电子商务、百姓生 … 郭良金．数字测绘的几点体会U】．中国西
之一。它不仅带来了测绘生产力的巨大飞 活等方面也将迅速发展。从测绘技术发展的 部科技，2010．23．
跃，提高了测绘技术装备水平和队伍整体 过程看，我们发现对数据使用者而言，他们 【2】叶飞．浅谈工程测量与三维技术的发展
素质，推动了测绘生产方式和组织结构的 关注的问题不是数据本身，而是数据的应用 沿海企业与科技，2010．02．
重大变革，更显著提升了测绘对国民经济 和服务。因此，我们要在测绘数据的管理，分
建设与社会可持续发展的服务保障能力， 发、应用、服务等方面加强开发和研究，早日
并奠定了向信息化测绘发展的基础。 实现地理信息获取实时化，数据处理自动
1 78 数字技术与应用 Digital technology and application
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