交流电压表示值误差测量结果的不确定评定行业资料能源与动力工程行业资料能源与动力工程.pdf

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1、交流电压表示值误差测量结果的不确定 度评定 1 概述 1 1 测量依据：JJG308 1983超高频毫伏表检定规程。12 环境条件：温度(205)，相对湿度 (65 15)%。13 测量标准：JX2061 精密信号发生器,输出电压 1mV3V(f:10Hz 1MHz),其最大允 许示值误差为 1%。14 被测对象：超高频毫伏表，1mV3V(f:5kHz 1GHz),最大允许示值误差为(5 10)%。1 5 测量方法：当测超高频毫伏表 1V 量程满度点 1V 电压高刻度为例。将 JX2061 精密 信号发生器输出置于校准频率点 100kHz，选择使其输出为 1V，并批示平衡，将超高 频毫伏表置于

2、 1V 挡量程，经调零校准后，与 JX2061 精密信号发生器精密输出对接，读取被测表示值 Vi，重复测量 3次，取其平均数值 V，示值误差为该平均值减去精 密信号发生器输出的电压实际值。蓁量程以此类推。1 6 评定结果的使用：符合上述条件下对 1V 挡 1V 点示值误差的测量结果，一般可直接 使用本不确定度的评定结果，其它挡级测量点的示值误差测量结果的不确定度可按 本方法评定。其中 150V 量程的 150V 分度线处的交流电压测量，可直接使用本不确定度的评定结果。2 数学模型 V VN 式中：V 被测表示值 3 次平均值；VN 被测电压值；被测表示值误差。3 输入量的标准不确定度评定 31

3、 输入量 VN 的标准不确定度 u VN 的评定 输入量 VN 的标准不确定度主要来源于 JX2061 精密信号发生器输出标准电压值的定值不确 定度，可根据 JX2061 精密信号发生器的示值误差来评定。因此，应采用 B 类评定方法进行 评定。JX2061 精密信号发生器的最大允许示值误差为 1%，即不确定度区间为 1%，则半宽 度 a=1%，在其区间内可认为均匀分布，包含因子 k 3。当输出电压 1V 时，标准不确定度 u VN 为 u VN a/k 1%1V/3 0.00V58 估计|u VN/u VN|为 0.10，则自由度 v 为 50。3 2 输入量 V 的标准不确定度 u V 的评

4、定 输入量 V 的标准不确定度来源主要被测超高频毫伏表的测量不重复性，可通过连续测 量得到测量列，采用 A 类方法进行评定。对一台被测表，以 1V 挡 1V 电压进行测试，连续测量 10 次，得到测量列 0.990，0.992，0.992，0.990，0.990，0.992，0.990，0.988，0.990，0.992V。_ 1 n V Vi 0.9906V n i 1(Vi V)2 单次测量标准差 s i 1 0.0013V n1 任意选取 3台同类型超高频毫伏表，每台各在重复性条件下连续测量 10 次，共得到 3 组测量列，分别计算单次实验标准差如表 111-1 所示。表 111-1 3

5、 组实验标准差计算结果 输入电压 1V（1000kHz）实验标准差 sj s1 0.0013V s2 0.0015V s3 0.0010V 合成样本标准差 准精密信号发生器输出电压其最大允许示值误差为被测对象超高频毫伏表最大允许示值误差为测量方法当测超高频毫伏表量程满度点电压高刻度为例将精密信号发生器输出置于校准频率点选择使其输出为并批示平衡将超高频毫伏表平均值减去精密信号发生器输出的电压实际值蓁量程以此类推评定结果的使用符合上述条件下对挡点示值误差的测量结果一般可直接使用本不确定度的评定结果其它挡级测量点的示值误差测量结果的不确定度可按本方法评定其中量表示值误差输入量的标准不确定度评定输入量

6、的标准不确定度的评定输入量的标准不确定度主要来源于精密信号发生器输出标准电压值的定值不确定度可根据精密信号发生器的示值误差来评定因此应采用类评定方法进行评定精密信1 m 2 sp sj2 0.0013V mj1 标准差的标准差 s sj R 0.0005V 0.00030V j C 1.64 由于 s sj sp/4,故可以认为被测仪器是较稳定的,尚可使用 sp。实际测量情况，在重复性条件 下连续测量 3次，以该 3 次测量算术平均值为测量结果，则可得到 u V sp/3 0.0008V 自由度为 v 3 10 1 27 4 合成标准不确定度的评定 4 1 灵敏系数 数学模型 V VN 灵敏系

7、数 c1 V 1，c2 VN 1 4 2 标准不确定度汇总表 输入量的标准不确定度汇总见表 111-2。表 111-2 标准不确定度汇总表 标准不确定度分量 不确定度来源 标准不确定度 ci|ci|ui Vi vi u VN JX2061 精密信号发生器不确定度 00058V -1 0 0058V 50 _ uV 被测表测量不重复性 00008V 1 0 0008V 27 4 3 标准不确定度的计算 输入量 VN 与 V 彼此独立,互不相关,所以合成标准不确定度可按下式得到 uc 0.00582 0.00082 V 0.0058Vuc2 V_ u V_ _ 2 u VN 2 c1u V VN

8、c1u V_ c2u VN 准精密信号发生器输出电压其最大允许示值误差为被测对象超高频毫伏表最大允许示值误差为测量方法当测超高频毫伏表量程满度点电压高刻度为例将精密信号发生器输出置于校准频率点选择使其输出为并批示平衡将超高频毫伏表平均值减去精密信号发生器输出的电压实际值蓁量程以此类推评定结果的使用符合上述条件下对挡点示值误差的测量结果一般可直接使用本不确定度的评定结果其它挡级测量点的示值误差测量结果的不确定度可按本方法评定其中量表示值误差输入量的标准不确定度评定输入量的标准不确定度的评定输入量的标准不确定度主要来源于精密信号发生器输出标准电压值的定值不确定度可根据精密信号发生器的示值误差来评定

9、因此应采用类评定方法进行评定精密信4 4 合成标准不确定度的有效自由度 合成标准不确定度的有效自由度为 5 扩展不确定度的评定 取置信概率 p=95%，按有效自由度 veff 50，查 t 分布表得 k p t95 50 2.01 扩展不确定度为 U 95 t95 50 uc 2.01 0.0058V 0.012V 6 测量不确定度的报告与表示 超高频毫伏表的电压示值误差结果（1V 挡 1V 电压时）的扩展不确定度为 U 95 0.012V veff 50 准精密信号发生器输出电压其最大允许示值误差为被测对象超高频毫伏表最大允许示值误差为测量方法当测超高频毫伏表量程满度点电压高刻度为例将精密信号发生器输出置于校准频率点选择使其输出为并批示平衡将超高频毫伏表平均值减去精密信号发生器输出的电压实际值蓁量程以此类推评定结果的使用符合上述条件下对挡点示值误差的测量结果一般可直接使用本不确定度的评定结果其它挡级测量点的示值误差测量结果的不确定度可按本方法评定其中量表示值误差输入量的标准不确定度评定输入量的标准不确定度的评定输入量的标准不确定度主要来源于精密信号发生器输出标准电压值的定值不确定度可根据精密信号发生器的示值误差来评定因此应采用类评定方法进行评定精密信