高频脉冲耐电晕试验仪电压、时间、频率、温度校准结果不确定度评定示例

1、附录 A电压校准结果测量不确定度评定A.1引言本附录以电压校准项目的测量不确定度评定为例，说明耐高频脉冲电压试验仪电压校准项目的测量不确定度评定的程序。由于校准方法和所用仪器设备相同或近似，关于电压校准结果的测量不确定度评定也相同或近似。A.2电压校准结果测量不确定度评定测量方法将差分探头与示波器配合接到耐高频脉冲电压试验仪的高压输出端和低电位端，从示波器上读出输出电压。 下面以 3kV 点的示值误差为例， 进行测量结果不确定度评定测量模型?=UX -U0（A.1）式中：? - 被校仪器电压绝对误差， V UX - 电压的实测值， VU0- 被校仪器的指示电压， VA.3测量中可能导致不确定度

2、的来源测量重复性引入的标准不确定度分量ua(U) 。测量仪器的最大允许误差引入的不确定度分量ub1（ U）。测量仪器的分辨率引入的不确定度分量ub2（U）。A.4标准不确定度评定测量重复性引入的标准不确定度分量ua(U)测量重复性引入的标准不确定度通过多次重复测量进行A 类评定。用贝塞尔公式（ A.2）计算实验标准差：s（Ui）=1n(U i U ) 2n1 i 1式中： U-被校仪器电压多次测量结果的平均值；Ui-被校仪器电压第 i 次测量结果；n-重复测量的次数，此处 n=10。表 A.1 电压 3kV 设定值重复测量数据第 i 次测12345678910量测量值3002300530153

3、023301730073009302530203021（ V ）根据表 A.1 中的数据，可由公式（ A.2 ）计算出电压 3kV 测量重复性的实验标准差：s（Ui）=8.1V取其平均值的实验标准差为标准不确定度，则s(Ui)ua(U)= n =2.6V则自由度vi=n-1=9测量仪器的最大允许误差引入的不确定度分量ub1（ U）测量仪器不确定度引起的测量不确定度，由于本次测量采用的测量仪器是数字示波器、差分探头，其最大示值允许误差±1.0%，属于 B 类评定，服从均匀分布，则在 3kV 这一点的不确定度为：1.0%3000=17.32（ V ）ub1（ U）=3估计其可靠性为 90

4、%，则自由度vb1=50A.4.3 测量仪器的分辨率引入的不确定度分量ub2（U）测量时读数引起的不确定度。 由于采用的是数字示波器， 其分辨力引起的1测量变化为 1 V ，设读数变化区间的半宽为分辨力的一半，则a=2 =0.5（V ），属于 B 类评定，服从均匀分布，则由测量时读数引起的标准不确定度为：a0.5ub2（U）=0.29（ V）33估计其其可靠性为90%，则自由度vb2=50A.5标准不确定度分量一览表标准不确评定方法分布特性灵敏系数分量不确标准不确自由度定度分量定度贡献定度的值ua(U)A正态12.6V2.6V9u（U）B均匀-117.32V17.32V50b1u（U）B均匀-

5、10.29V0.29V50b2A.6合成标准不确定度其合成不确定度为：cu2Uu2U u2U2.6217.3220.292（ ）u =a( )b1()b2( ) =17.5 VA.7扩展不确定度取包含因子k=2，则扩展不确定度为：U=kuc=2uc=35（V）A.8测量不确定度报告测量结果为：被测仪器在指示3kV 时，测量结果的扩展不确定度为：U= 35（V），k=2-附录 B时间、频率校准结果测量不确定度评定B.1引言本附录以时间校准项目的测量不确定度评定为例，说明耐高频脉冲电压试验仪时间、频率校准项目的测量不确定度评定的程序。由于校准方法和所用仪器设备相同或近似，关于时间、频率校准结果的测

6、量不确定度评定也相同或近似。B.2电压校准结果测量不确定度评定测量方法将差分探头与示波器配合接到耐高频脉冲电压试验仪的高压输出端和低电位端，从示波器上读出输出脉冲的上升时间。下面以100ns 点的示值误差为例，进行测量结果不确定度评定测量模型?=tX -t0（ B.1）式中：?-被校仪器输出脉冲上升时间的绝对误差，stX -输出脉冲上升时间的实测值，st0- 被校仪器输出脉冲上升时间的指示值，sB.3测量中可能导致不确定度的来源测量重复性引入的标准不确定度分量ua(t)。测量仪器的最大允许误差引入的不确定度分量ub1（t）。测量仪器的分辨率引入的不确定度分量ub2（t）。B.4标准不确定度评定

7、测量重复性引入的标准不确定度分量ua(t)测量重复性引入的标准不确定度通过多次重复测量进行 A 类评定。用贝塞尔公式（ B.2）计算实验标准差：=1n2（B.2）（i）(ti t)s tn1 i 1式中： t-被校仪器输出脉冲上升时间多次测量结果的平均值；ti-被校仪器输出脉冲上升时间第i 次测量结果；n-输出脉冲上升时间重复测量的次数，此处n=10。表 B.1 电压 100ns设定值重复测量数据第 i 次测12345678910量测量值101.1101.6101.8101.5101.3101.3101.5101.5101.2101.2（ ns）根据表 B.1 中的数据，可由公式（ B.2）计

8、算出输出脉冲上升时间100ns 测量重复性的实验标准差：s（ti）=0.216ns取其平均值的实验标准差为标准不确定度，则s(ti)ua(t)= n =0.068ns则自由度vi=n-1=9测量仪器的最大允许误差引入的不确定度分量ub1（t）测量仪器不确定度引起的测量不确定度， 由于本次测量采用的测量仪器是数字示波器、差分探头，其最大示值允许误差为± 0.5ns，由测量仪器本身随环境条件的变化而带来的不确定度忽略不计，属于 B 类评定，服从均匀分布，则在 100ns 这一点的不确定度为：0.5ub1（t）=0.289（ns）3估计其可靠性为90%，则自由度vb1=50测量仪器的分辨率

9、引入的不确定度分量ub2（t）测量时读数引起的不确定度。 由于采用的是数字示波器， 其分辨力引起的测量变化为 0.1ns，属于 B 类评定，服从均匀分布，则由测量时读数引起的标准不确定度为：a0.1ub2（t） =0.058（ns）33估计其其可靠性为90%，则自由度vb2=50B.5标准不确定度分量一览表标准不确评定方分布特灵敏系分量不确标准不确自由度定度分量法性数定度贡献定度的值ua(t)A正态10.216ns0.216ns9ub1（ t）B均匀-10.289ns0.289ns50u （ t）B均匀-10.058ns0.058ns50b2B.6 合成标准不确定度其合成不确定度为：uc= u

10、a2tub21tub22t=0.21620.28922 =0.37（ns）( )( )( )0.058B.7扩展不确定度取包含因子 k=2，则扩展不确定度为：U=kuc=2uc=0.74（ns）B.8测量不确定度报告测量结果为：被测仪器在指示3kV 时，测量结果的扩展不确定度为：U= 0.74（ns），k=2-附录 C温度校准结果测量不确定度评定C.1 引言本附录以温度校准项目的测量不确定度评定为例， 说明耐高频脉冲电压试验仪温度校准项目的测量不确定度评定的程序。 本次测量采用的测量仪器是数字万用表、热电偶。C.2 温度校准结果测量不确定度评定测量方法将热电偶组放入高频脉冲电压试验仪箱体， 从

11、热电偶补偿端读出热电偶的温度值。下面以 155点的示值误差为例，进行测量结果不确定度评定测量模型?=TX -T0（ C.1）式中：? - 被校仪器箱体内温度的绝对误差， TX - 箱体内温度的实测值，T0- 被校仪器箱体温度的指示值，C.3 测量中可能导致不确定度的来源测量重复性引入的标准不确定度分量ua(T)。测量仪器的最大允许误差引入的不确定度分量ub1（T）。测量仪器的分辨率引入的不确定度分量ub2（T）。C.4 标准不确定度评定测量重复性引入的标准不确定度分量ua(T)测量重复性引入的标准不确定度通过多次重复测量进行A 类评定。用贝塞尔公式（ C.2）计算实验标准差：（i ）=1n2

12、（ C.2）(Tis TT )n1 i 1式中： T-被校仪器箱体内温度多次测量结果的平均值；Ti-被校仪器箱体内温度第i 次测量结果；n-箱体内温度重复测量的次数，此处 n=10。表 C.1 温度 155设定值重复测量数据第 i 次测12345678910量测量值155.3155.5155.8155.5155.3155.3155.5155.5155.1155.2（）根据表 C.1 中的数据，可由公式（C.2）计算出箱体内温度155测量重复性的实验标准差：s（Ti ）=0.71取其平均值的实验标准差为标准不确定度，则s(Ti)ua(U)= n =0.225则自由度vi=n-1=9测量仪器的最大

13、允许误差引入的不确定度分量ub1（T）测量仪器不确定度引起的测量不确定度， 由于本次测量采用的测量仪器是数字万用表、热电偶，其带来的最大示值允许误差分别为 ±0.1，由测量仪器本身随环境条件的变化而带来的不确定度忽略不计，属于 B 类评定，服从均匀分布，则在 155这一点的不确定度为：0.1ub1（T）=0.058（）3估计其可靠性为90%，则自由度vb1=50测量仪器的分辨率引入的不确定度分量ub2（T）测量时读数引起的不确定度。 由于采用的是数字万用表、 热电偶，其读取温度的分辨力分别为 0.05，属于 B 类评定，服从均匀分布，则由测量时读数引起的标准不确定度为：a0.05ub2（U）=0.029（）33估计其其可靠性为90%，则自由度vb2=50C.5 标准不确定度分量一览表标准不确评定方分布特灵敏系分量不确标准不确自由度定度分量法性数定度贡献定度的值ua(T)A正态10.2250.2259ub1（ T）B均匀-10.0