当前位置:舍宁秘书网 > 专题范文 > 公文范文 > 多功能标准源直流电压的计量分析

多功能标准源直流电压的计量分析

时间:2024-02-09 12:45:02 来源:网友投稿

崔潼 陈建志 胡晓英 / 厦门市计量检定测试院

一般用福禄克数字多用表8588A即可满足普通多功能标准源的校准要求,但是高准确度的多功能标准源(如:福禄克5522A)的校准对所需标准器要求较高,仅仅用一台数字多用表8588A不能在全参数全量程条件下满足标准源的校准要求。本文以直流电压参数为例,通过计算被检器与标准器的不确定度来确定标准器组合,从而完成对高准确度多功能标准源的校准。其他参数也可通过类似方法计算,这里不再展开论述。

校准多功能标准源5522A,依据为JJF 1638-2017《多功能标准源校准规范》,其中5.2.2规定“校准装置对应功能的最大允许误差绝对值(或不确定度)应不大于被校标准源相应功能最大允许误差绝对值的1/3”,所以先判断数字多用表8588A直流电压技术指标是否能满足多功能标准源5522A直流电压挡校准要求,如果满足则方案可行,如不满足则需配备其他设备。

1.1 选择方法及原理

选择标准数字多用表法,原理如图1所示。

图1 标准数字多用表法校准直流电压示意图

1.2 计算被检器与标准器技术指标情况

多功能标准源5522A直流电压技术指标如表1所示(按1 a指标算)。

表1 多功能标准源5522A直流电压技术指标

每个量程取两个点计算其不确定度(按1 a指标算),结果见表3。数字多用表8588A直流电压技术指标,如表2所示。

表2 数字多用表8588A直流电压技术指标

表3 多功能标准源5522A与数字多用表8588A相同点技术指标对比

同样,每个量程都取相应点计算其不确定度,结果见表3。

由表3可知,数字多用表8588A只有在100 V量程中测30 V点时不能满足校准多功能标准源5522A技术要求,需要添加其他标准器,其他量程都可以满足直流电压校准技术指标要求。

1.3 特殊情况校准方案

针对数字多用表8588A校准30 V点不满足要求的情况,添加直流电压参考标准源732C和分压器720A来共同完成校准。

选择电阻分压箱法,原理如图2所示。

图2 电阻分压箱法校准直流电压示意图

直流电压参考标准源732C,10 V校准点年不确定度为2×10-6,满足多功能标准源5522A相应量程校准要求,数据如表4所示。

表4 多功能标准源5522A与数字多用表8588A在30 V点技术指标对比

由表2可知,此方案可行。

2.1 直流电压1 V校准点的测量不确定度评定

以直流电压1 V校准点为例,评定其测量不确定度,其他各量程(除30 V校准点)的测量不确定度的评定与此相同,不再赘述。

2.1.1 依据与条件

1)测量依据:JJF 1638-2017。

2)标准器:福禄克8588A数字多用表。

3)被测对象: 福禄克5522A多功能标准源。

4)环境条件 :温度(20±2) ℃,相对湿度40%~60%。

2.1.2 原理

选择标准数字多用表法,原理如图1所示。

2.1.3 测量模型

式中:ΔU——示值误差(绝对误差);

Ux——被校准多功能标准源的输出显示值;

Us——标准数字多用表的测量结果参考值

2.1.4 输入量的标准不确定度评定

1)输入量Ux的标准不确定度u(Ux)的评定

输入量Ux的标准不确定度u(Ux)主要由多功能标准源5522A的测量重复性引入,采用A类方法进行评定。

在标准条件下,温度、湿度、磁场等带来的影响可忽略。以多功能标准源输出的直流电压值1 V为例,读取 10次的数据,如表5所示。

表5 1 V点重复性测量数据

单次实验标准差:

式中:u——标准不确定度;

i——次数 ;

Ui——第i次输出显示值;

2)输入量Us的标准不确定度u(Us)的评定

输入量Us的标准不确定度主要由标准装置测量误差引入。它由以下两个分量合成,采用B类方法进行评定。

(1)查阅8588A数字多用表技术指标引入的标准不确定度分量u1(Us)。

查阅8588A数字多用表说明书,直流电压1 V挡,误差为

半宽度α= 3.2×10-6V ,在区间内可认为服从均匀分布,包含因子,则

(2)8588A数字多用表上级标准传递引入的标准不确定度分量u2(Us)。

依据8588A数字多用表校准证书,上级标准传递不确定度为Urel= 1.5×10-6,则该项引入的误差为1 V×1.5×10-6= 1.5×10-6V,该项为正态分布,包含因子k= 2,则

2.1.5 合成标准不确定度的评定

不确定度分量情况如表6所示。

表6 1V点不确定度分量表

输入量Ux和Us彼此独立不相关,所以合成不确定度可按方和根计算。

1)合成标准不确定度的估算

取置信概率95%,扩展因子k= 2,则扩展不确定度:

2)测量不确定度报告与表示

多功能标准源5522A示值误差测量结果的扩展不确定度为

其相对扩展不确定度为Urel= 5×10-6,k= 2

2.2 直流电压30 V校准点的测量不确定度评定

以直流电压30 V校准点为例,评定其测量不确定度。

2.2.1 依据与条件

1)测量依据:JJF 1638-2017。

2)标准器:福禄克732C直流电压参考标准源、720A电阻分压箱、8588A数字多用表。

3)被测对象:福禄克5522A多功能标准源。

4)环境条件:温度(20±2) ℃,相对湿度40%~60%。

2.2.2 原理

8588A数字多用表校准30 V点选择电阻分压箱法,原理如图2所示。

2.2.3 测量模型

式中 :ΔU——示值误差(绝对误差);

Ux——被校准多功能标准源的输出显示值;

K——电阻分压箱分压比率;

Us——直流电压参考标准的输出值

2.2.4 输入量的标准不确定度评定

1)输入量Ux的标准不确定度u(Ux)的评定:

输入量Ux的标准不确定度u(Ux)主要由多功能标准源5522A的测量重复性引入,采用A类方法进行评定。

在标准条件下,温度、湿度、磁场等带来的影响可忽略。以多功能标准源输出的直流电压值30 V为例,读取 10次的数据,如表7所示。

表7 30 V点重复性测量数据表

单次实验标准差:

2.2.5 输入量Us的标准不确定度u(Us)的评定

输入量Us的标准不确定度主要由标准装置测量误差引起。它由六个分量合成,采用B类方法进行评定。

(1)查阅8588A数字多用表技术指标引入的标准不确定度分量u1(Us)。

查阅8588A数字多用表说明书,直流电压30 V点,误差为

半宽度α= 159×10-6V,在区间内可认为服从均匀分布,包含因子,则

(2)8588A数字多用表上级标准传递引入的标准不确定度分量u2(Us)。

依据8588A数字多用表校准证书,上级标准传递不确定度为Urel= 2.2×10-6,则该项引入的误差为30 V×2.2×10-6= 6.6×10-5V,该项为正态分布,包含因子k= 2,则

(3)720A技术指标引入的标准不确定度分量u(3Us)。

查阅720A说明书,不确定度为1×10-7,可认为服从均匀分布,包含因子,则

(4)720A上级标准传递引入的标准不确定度分量u4(Us)。

依据720A校准证书,上级标准传递不确定度为Urel= 5×10-7,则该项引入的误差为30 V×5×10-7= 1.5×10-5V,该项为正态分布,包含因子k= 2,则

(5)732C技术指标引入的标准不确定度分量u5(Us)。

查阅732C说明书,10 V点不确定度为2×10-6,可认为服从均匀分布,包含因子,则

(6)732C上级标准传递引入的标准不确定度分量u6(Us)。

依据732C校准证书,上级标准传递不确定度为Urel= 9.8×10-8,则该项引入的误差为10 V×9.8×10-8= 9.8×10-7V,该项为正态分布,包含因子k= 2,则

2.2.6 合成标准不确定度的评定

不确定度分量情况如表8所示。

表8 30 V点不确定度分量

输入量Ux和Us彼此独立不相关,所以合成不确定度可按方和根计算。

1)合成标准不确定度的估算

取置信概率95%,扩展因子k= 2,则扩展不确定度:

2)测量不确定度报告与表示

多功能标准源5522A示值误差测量结果的扩展不确定度为

其相对扩展不确定度为Urel= 7×10-6V,k= 2

通过以上分析和计算可见,8588A数字多用表在绝大多数量程上能够满足多功能标准源5522A直流电压参数的计量和校准,在校准30 V点时须8588A+732C+720A三种设备组合使用,方能满足计量校准的要求。

猜你喜欢输入量技术指标分量电流互感器测量结果不确定度评定商品与质量(2020年38期)2020-11-06一斤生漆的“分量”——“漆农”刘照元的平常生活当代陕西(2019年19期)2019-11-23一物千斤智族GQ(2019年9期)2019-10-28输入量与尿量比在深Ⅱ度烧伤患者休克预防性补液中的应用分析中国保健营养(2019年1期)2019-10-21论《哈姆雷特》中良心的分量英美文学研究论丛(2018年1期)2018-08-16技术指标选股股市动态分析(2016年24期)2017-01-07技术指标选股股市动态分析(2016年23期)2016-12-27技术指标选股股市动态分析(2016年18期)2016-10-11技术指标选股股市动态分析(2016年4期)2016-09-29增一型分层模糊系统结构的PCA优化方法郑州大学学报(理学版)(2013年2期)2013-03-20

推荐访问:多功能 电压 计量

猜你喜欢