5520A校準(zhǔn)儀和8508A數(shù)字表組成標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度評(píng)定

張浩，懷心東

(沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，遼寧沈陽110043)

0 引言

科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的今天，是電子技術(shù)和信息技術(shù)迅速發(fā)展的時(shí)代。多功能的數(shù)字多用表在工程測(cè)量、計(jì)量檢定、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、機(jī)械電子、電能電力、郵電通信、國(guó)防軍工等諸多領(lǐng)域中，有著非常廣泛的應(yīng)用［1］。目前的數(shù)字多用表不但性能穩(wěn)定而且精度高，該儀器在為自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)提供高精度測(cè)量的同時(shí)，也給對(duì)自身的計(jì)量檢定提出了高要求。

FLUKE5520A多功能校準(zhǔn)儀，能作為檢定電壓、電流、電阻、電容、頻率、溫度、壓力的標(biāo)準(zhǔn)源。其電壓、電流等分辨力與6位半數(shù)表相仿，因此，在檢定高精度數(shù)表時(shí)，很多參數(shù)的技術(shù)指標(biāo)不能滿足被檢高精度數(shù)字表的要求。如配合使用8位半8508A數(shù)字表，對(duì)8508A數(shù)字表和5520A校準(zhǔn)儀組成的整套標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量不確定度評(píng)定，整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)裝置系統(tǒng)的綜合誤差將小于5520A校準(zhǔn)儀的綜合誤差，便可采用標(biāo)準(zhǔn)表法實(shí)施檢定/校準(zhǔn)高精度數(shù)字表。以下以直流電壓參數(shù)為例進(jìn)行測(cè)量不確定度評(píng)定。

1 檢定方法

檢定依據(jù):JJG 315-1983《直流數(shù)字電壓表試行檢定規(guī)程》。

檢定方法:首先，把8508A數(shù)字多用表、5520A校準(zhǔn)儀、被檢數(shù)字表調(diào)到直流電壓檔，采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字表法進(jìn)行檢定，5520A校準(zhǔn)儀與8508A數(shù)字多用表及被檢數(shù)表對(duì)接，當(dāng)5520A校準(zhǔn)儀輸出一個(gè)電壓，8508A數(shù)字多用表的顯示為標(biāo)準(zhǔn)值，被檢數(shù)表顯示為被測(cè)值。

2 數(shù)學(xué)模型

對(duì)8508A數(shù)字多用表10 V點(diǎn)進(jìn)行評(píng)定，5520A校準(zhǔn)儀給出評(píng)定點(diǎn)信號(hào)，且由技術(shù)說明書可得，對(duì)于5520A校準(zhǔn)儀、8508A數(shù)字多用表在標(biāo)準(zhǔn)條件下，溫度、濕度、磁場(chǎng)、電源等變化帶來的影響可以忽略，則標(biāo)準(zhǔn)裝置的輸出量V即是Vn，有

3 測(cè)量不確定度的評(píng)定［2］

3.1 8508A上級(jí)檢定的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u( V1)

評(píng)定20 V量程10 V點(diǎn)，由8508A的檢定證書得知，上級(jí)計(jì)量機(jī)構(gòu)校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u( V1)為

3.2 8508A最大允差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u( V2)

3.3 8508A分辨力的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u( V3)

8508A 10 V時(shí)的分辨力為1 μV，則不確定度區(qū)間半寬為0.5 μV，按均勻分布計(jì)算，有

3.4 5520A短期穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u( V4)

對(duì)5520A校準(zhǔn)儀進(jìn)行短期穩(wěn)定性測(cè)量，測(cè)量6次，5520A校準(zhǔn)儀10 V輸出電壓5 min內(nèi)的最大值為Umax=10.000045 V，最小值為Umin=10.000014 V，按A類評(píng)定，用極差法計(jì)算，查表得dn=2.53，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度u( V4)為

4 測(cè)量不確定度的匯總與合成

4.1 主要標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表

表1 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

4.2 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

以上引入各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的因素是互不相關(guān)的，則8508A數(shù)字表和5520A校準(zhǔn)儀組成的整套標(biāo)準(zhǔn)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

4.3 擴(kuò)展不確定度

設(shè)置信水平p=95%，可取包含因子k=2，則

4.4 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

5 結(jié)束語

通過對(duì)整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)裝置直流電壓參數(shù)進(jìn)行測(cè)量不確定度評(píng)定，該裝置的測(cè)量不確定度大約為6位半數(shù)表允許誤差的十分之一。按照上述方法對(duì)該套裝置的其他參數(shù)進(jìn)行測(cè)量不確定度評(píng)定，發(fā)現(xiàn)該套裝置的綜合測(cè)量不確定度都優(yōu)于5520A校準(zhǔn)儀的測(cè)量不確定度，在缺少8位半高精度標(biāo)準(zhǔn)源的情況下，應(yīng)用該方法可以檢定/校準(zhǔn)6位、7位半數(shù)字表。

［1］馮占嶺.數(shù)字電壓表及數(shù)字多用表檢測(cè)技術(shù)［M］.北京:中國(guó)計(jì)量出版社，2003.

［2］葉德培.測(cè)量不確定度評(píng)定與表示［S］.北京:中國(guó)質(zhì)檢出版社，2012.