第12章测量不确定度演示实例.doc

《第12章测量不确定度演示实例.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四节直流数字电压表示值误差校准不确定度评定一、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测量依据检定规程《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(50±10)％RH。1.4被测物品及其主要技术指标1071型数字多用表；直流电压10V量程时，最大允许示值误差±(0.002%´读数+4个字)。1.5测量标准与主要配套仪器设备及其相关技术指标4000A型直流标准器：①直流电压量程100mV～1000V；在10V量

2、程时的最大允许示值误差±(0.0004%´输出值+2.5mV)。②经上一级技术检定机构校准，在10V量程上其校准值为10.V；扩展不确定度U95＝8mV，有效自由度neff＝48。1.6评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，一般可以直接使用本不确定度评定结果。二.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。三、数学模型《JJG315-1983直流数字电压表检定规

3、程》给出的示值误差表示式，即为不确定度评定的数学模型：（12.4.1）式中，g——被测直流数字电压表示值误差，V；V——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在本例中，Vx和Vs互不相关，用方和根方法计算输出量g的合成标准不确定度：(12.4.2)式中，示值误差g的不确定

4、度分量分别为：(12.4.3)灵敏系数。四、被测直流数字电压表示值误差g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g：(12.4.4)五、输入量的标准不确定度评定5.1测量不确定度来源被测直流数字电压表示值误差g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：①Vx测量重复性引入的标准不确定度u(Vx)。②直流标准器输出Vs测量不准引

5、起的标准不确定度u(Vs)。③直流标准器输出Vs的读数分辩力和稳定性，可忽略不计。本例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12.4.1。表12.4.1被测直流数字电压表示值Vx10次重复连接和读数值序号12345678910Vxi(V)9.999969.99

6、9979.999979.999969.999969.999969.999979.999969.999969.999969.99996V(V)0.000000.000010.000010．000000．000000.000000.000010.000000.000000.00000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)：（12.4.5）因为测量结果由1次读数直接给出，所以Vx测量重复性引入的标准不确定度u(Vx)等于1倍单次测量的实验标准差s(Vx)：(12.4.6)自由度

7、：n1＝10－1＝9。(12.4.7)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d=±(0.0004%´输出值+2.5mV)=±(0.0004%´10V+2.5mV)=±42.5mV。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=42.5mV。所以，Vs测量不准引入的标准不确定度u(Vs)：(12.4.8)估计不确定度u(Vs)的误差为。则其自由度为：（12.4.9）六、直

8、流数字电压表示值误差g测量的合成标准不确定度uc(g)评定由式(2)和式(3)可用下式计算g测量的合成标准不确定度uc(g)：(12.4.10)有效自由度为：（12.4.11）表12.4.2给出了标准不确定度评定汇总。七、直流数字电压表示值误差g测量扩展不确定度U(g)评定7.1包含因子k(g)的选择由上述不确定度评定可知，示值误差g及其合成标准不确定度uC(g)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