直流数字电压表不确定度.ppt

10V直流数字电压表示值误差校准不确定度评定 1 概述 1 1目的评定在10V量程校准直流数字电压表示值误差的测量结果不确定度 1 2测量依据 JJG315 1983直流数字电压表检定规程 1 3校准的环境条件 23 1 相对湿度 40 60 RH 1 概述 续 1 4被测物品及其主要技术指标1071型数字多用表 1 5测量标准4000A型直流标准器 直流电压量程100mV 1000V 在10V量程时的最大允许示值误差 0 0004 输出值 2 5 V 检定证书号XXXX 2 测量方法和过程 采用标准电压源法校准被测数字电压表的示值误差 将直流标准器与被测表直接连接 由直流标准器输出一已知10V电压给被测表 被测表读数减直流标准器读数 即直流数字表的示值误差 3 数学模型 JJG315 1983直流数字电压表检定规程 给出的被测砝码质量表示式 即为不确定度评定的数学模型 1 式中 被测直流数字电压表示值误差 V Vx 被测直流数字电压表读数 V Vs 直流标准器读数 V 示值误差测量不确定度评定是校准实验室经常遇到的 通常 其数学模型比较简单 大多数是被测器具的示值 或读数 直接减去标准计量器具的示值 或读数 对于直接测量给出测量结果的情况 合成标准不确定度的计算采用方和根方法合成 检测实验室的情况更普遍 亦即 被测量的测量结果由测量仪器的读数直接给出 不确定度传播率 在本例中 Vx和Vs互不相关 用方和根方法计算输出量 的合成标准不确定度 2 式中 示值误差 的不确定度分量分别为 3 灵敏系数 被测量 输出量 的不确定度分量 被测直流数字电压表示值误差 的测量结果 依据 JJG315 1983直流数字电压表检定规程 连接测量电路 设置直流标准器输出Vs 10V 读取被测直流数字电压表示值Vx 9 99996V 用式 1 计算被测直流数字电压表示值误差 4 5 标准不确定度评定 5 1测量不确定度来源被测直流数字电压表示值误差 的不确定度来源输入量Vx和Vs 分析指出 主要不确定度源包括 Vx测量重复性引入的标准不确定度u Vx Vs测量不准引起的标准不确定度u Vs Vs的读数分辩力和稳定性 可忽略不计 本例不考虑各标准不确定度的自由度 5 2Vx测量重复性引入的标准不确定度u Vx 的评定 该不确定度采用A类方法评定 连接测量电路 设置直流标准器的输出Vs 10V 读取被测直流数字电压表示值Vx 卸下连接线 重新连接测量电路 再次读取测直流数字电压表示值Vx 如是进行10次读数 数据列于表1 应用贝塞尔公式 代入表1的数据可以求出单次测量的实验标准差s Vx 5 输入量标准不确定度评定 不是简单重复读数10次 5 3Vs测量不准引入的标准不确定度u Vs 的评定 直流标准器经上一级计量技术检定机构检定合格 制造商给出其直流电压Vs在10V量程的最大允许误差为 0 0004 输出值 2 5 V 0 0004 10V 2 5 V 42 5 V 在此区间内 Vs的可能值服从矩形 均匀 分布 包含因子 区间半宽度a 42 5 V 所以 Vs测量不准引入的标准不确定度u Vs 7 输入量标准不确定度评定 直流数字电压表示值误差 测量的合成标准不确定度uc 评定 由式 2 和式 3 可用下式计算 测量的合成标准不确定度uc 8 表2给出了标准不确定度评定汇总 输出量的标准不确定度评定 直流数字电压表示值误差 测量扩展标不确定度U 评定 7 1包含因子k 的选择由上述不确定度评定可知 示值误差 及其合成标准不确定度uC 的概率分布 主要是由输入量Vs及其标准不确定度分量u Vs 的概率分布所决定 u Vs 服从均匀分布 所以应认为uC 服从均匀分布 如果取不确定度置信区间的置信水准为95 则应选择包含因子k 1 65 但是 如果选择包含因子k 1 65 可能风险较大 权衡之下 还是按照电磁计量的惯例 选择包含因子k 2 其置信水准大约为95 7 2示值误差 测量扩展不确定度U 取置信水准p 95 包含因子k 2 被测电压表示值误差 测量结果的扩展标准不确定度U 为 9 8 测量结果及其