MODELAGEM DE ERROS DOS MEDIDORES DE ENERGIA ESTÁTICA

A entrada em vigor da Diretiva Instrumentos de Medição (MID) 2004/22 / CE e as correspondentes normas técnicas harmonizadas promovem a investigação de procedimentos adequados de teste e calibração capazes de avaliar a conformidade dos instrumentos de medição para controle metrológico legal com as necessidades do vida moderna. É neste contexto que concentramos nossa atenção nos medidores de energia elétrica (estática) ativa ([1], anexo MI-003) e, em particular, no desempenho de precisão. A disponibilidade de um modelo relativamente simples, capaz de prever o erro de medição de um instrumento em função de suas grandezas de entrada, é essencial para o desenho do plano de calibração e para a identificação de possíveis aspectos críticos do processo de confirmação metrológica. É realmente importante estar ciente de que a adoção de diferentes planos de calibração pode levar a conclusões diferentes sobre a conformidade do mesmo instrumento com os limites de erro estabelecidos pelas normas relevantes. Embora o modelo proposto se baseie em considerações físicas básicas sobre a arquitetura típica dos medidores de energia estática, o escopo aqui não é identificar as várias fontes de erro e / ou quantificá-las a partir de uma análise a priori da estrutura física desses dispositivos ( como descrito, por exemplo, em [2] - [7]). A identificação de cada fonte de erro é uma tarefa difícil, especialmente considerando que diferentes efeitos não ideais podem levar à mesma contribuição de erro. Portanto, seguiremos uma caixa quase preta e uma abordagem empírica, levando a um modelo simples com poucos (três) parâmetros que serão quantificados utilizando a análise estatística de séries de medidas. Os erros de ganho (multiplicativo), de fase e de viés (aditivo) são considerados. Os erros de ganho e de fase estão associados ao ganho e incompatibilidade de fase dos canais de tensão e corrente do medidor de energia, enquanto o erro de polarização está associado a uma polarização em ambos os canais. Embora sejam tomadas medidas, na arquitetura do medidor de energia, para corrigir esses erros, a correção em si não pode ser perfeita e um erro residual inevitavelmente estará presente. Todos os parâmetros são assumidos como independentes da corrente de carga. A plausibilidade de uma contribuição adicional para obter erro proporcional à corrente de carga (originada do autoaquecimento) é, no entanto, testada através de uma análise estatística apropriada. A seguir, nos referiremos a medidores de energia (PMs) em vez de medidores de energia, porque o princípio de operação desses instrumentos é o de um PM e a conversão de potência em energia é obtida através de uma operação de contagem, que é intrinsecamente livre de erros.