直流電位差計示值誤差的測量不確定度評定

1、直流電位差計示值誤差的測量不確定度評定: in science and technology and power production, a great deal of surveying work, used to know things. The measurement results of the quality how, to use uncertainty to illustrate. Uncertainty of measurement result of smaller, higher the quality, level is higher, its use value is

2、also higher; uncertainty of measurement results in more big, quality is low, level is low, its use value is also lower.為進(jìn)一步完善測量不確定度評定工作， 本文結(jié)合工作中的實 際情況，依據(jù)JJG123-2004直流電位差計檢定規(guī)程 編寫了直 流電位差計示值誤差不確定度評定 。該文是我對 JJG1059-1999 測量度不確定度評定與表示 規(guī)程的理解說明和實際運(yùn)作的方 法。一、概述 :1 測量依據(jù)： JJG123-2004 直流電位差計檢定規(guī)程2 測量方法： 采用補(bǔ)償測量法， 即

3、將已知電動勢去補(bǔ)償未知 電動勢，從而確立未知電動勢的數(shù)值。3 測量標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)電位差計檢定裝置。4環(huán)境條件：實驗室溫度（20+）C，相對濕度（4575） % 5被測對象：UJ25型直流電位差計，測試點：第一盤（0.1V） 第一點，設(shè)備編號： 025。6、評定結(jié)果的使用：符合上述條件的測量結(jié)果，一般可直 接使用不確定度的評定結(jié)果。二、數(shù)學(xué)模型：/ U=UX UN式中：/ L被檢電位差計示值誤差；UX-被檢電位差計示值，V;UN-標(biāo)準(zhǔn)電位差計示值，V;三、方差與傳播系數(shù)依照方差公式：uc2 (y) =E( f/ & xi ) 2u2(xi)由(1)式得方差：uc2=C2(UX) u2(UX)+C2

4、( UN u2 ( UN靈敏度系數(shù)：c( ux = (/U /ux=-i四、輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定1 被檢電位差計示值引入的不確定度 u(UX1.1 由檢流計靈敏度誤差給的不確定度分量 u(UX1測量 0.1V 示值時，在檢定裝置中，把檢流計靈敏度調(diào)節(jié)至 5X 10-6X 105 a V=0.5卩V,在此區(qū)間，示值以等概率任取一值， 按半寬0.25 a V計算，故：u(UX1 =0.25/=0.14 aV自由度為：(UX1)1.2 由電源相對變化引入的不確定度分量 u(UX2測量 0.1V 示值時，由檢定裝置電源相對變化所引起的最大 允許誤差為5X 10-6X 105卩V=0.5卩V 屬均勻

5、分布，故：u (UX2 =0.5/=0.29 a V自由度為：(UX21.3 由電流回路內(nèi)接觸電阻變差引入的不確定度分量 u( UX3)。測量0.1V示值時，由檢定裝置電流回路內(nèi)接觸電阻變差所 引起的最大允許誤差為 5X 10-6X 105 a V=0.5 a V,屬均勻分布， 故：u(UX2)=0.5/=0.29 aV自由度為： (UX31.4 由電壓回路開關(guān)熱電勢變化引入的不確定度分量 u (UX4。測量0.1V示值時，由電壓回路開關(guān)熱電勢變化引入的最大允許誤差為5X 10-6X 105 a V=0.5 a V,屬均勻分布，故：u(UX2)=0.5/=0.29 aV自由度為： (UX41.

6、5 由裝置中任何兩個部件的絕緣引入的不確定度分量 u (UX5。測量0.1V示值時，裝置中任何兩個部件的絕緣引入的最大允許誤差為5X 10-6X 105 a V=0.5 a V,屬均勻分布，故：u(UX2 =0.5/=0.29 aV自由度為： (UX51.6 由檢定環(huán)境溫、濕度引入的不確定度分量u(UX5)在檢定過程中，由溫度、濕度影響所帶來的最大允許誤差為 5X 10-6X 105 a V=0.5卩V 屬均勻分布，故：u (UX2 =0.5/=0.29 a V自由度為： (UX61.7 標(biāo)準(zhǔn)裝置測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量 u(UX7) 用標(biāo)準(zhǔn)電位差計檢定裝置對被檢的 0.01 級電位差

7、計第一盤 ( 0 . 1 V ) ，第一點示值，在重復(fù)性條件下，進(jìn)行6次測量，測得數(shù)據(jù)如下：算得單次的實驗標(biāo)準(zhǔn)差為： 12Si=0.16uV檢定結(jié)果取一次測量值，故u(UX7)=Si=0.16 aV自由度為：(UX7)=n-1=5以上七項公式得：U2(UX)=U2(UX1)+ U2(UX2)= U2(UX3)+ U2(UX4)+ U2(UX5)+ U2(UX6)+ U2(UX7)=0.142+0.292+0.292+0.292+0.292+0.162=0.446 (aV)2u(UX)=0.68aV自由度為：( UX)=U4(UX)2、標(biāo)準(zhǔn)電位差計引入的不確定度 u(UN)2.1 由標(biāo)準(zhǔn)器實測值

8、引入的不確定度分量u(UN1)標(biāo)準(zhǔn)器證書給出，標(biāo)準(zhǔn)的電位差計修正值測量不確定度為1.4 X 10-5，屬正態(tài)分布，固定檢定 0.1V時。u (UN1 =1.4 X 10-5X 105/3=0.47 uV自由度為： (UN12.2 由標(biāo)準(zhǔn)器年穩(wěn)定性給出的不確定度分量 u(UN2) 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)器歷年檢定證書的數(shù)據(jù)分析， 標(biāo)準(zhǔn)電位差計示值的 年最大變化為10X 10-5，作均勻分布處理，故檢定 0.1V時。u(UN2)=1.0X10-5X105/=0.58 uV估計其相對不確定度為 10%，故自由度為：(UN2)=0.5X( 10%)2=50以上兩項合成得：u2(UN)= u2(UN1)+ u2(UN

9、2)=0.472+0.582=0.56(uV)2u2 ( UN =0.75 a V自由度為：(un) =u4 (un) / u4 (un1) / (un 1)+u4 (un2) / (un2)=0.752/( 4+4)=161五、合成不確定度：uc2=c2 ( UX - U2 (UX + c2 ( UN U2 ( UN=(1X 0.68 ) 2+ (-1X 0.75 ) 2=1.024 (uV)2UC=1.01M v六、擴(kuò)展不確定度Tp (eff ) =t95 (a)查t分布表得有效自由度為 1.96U95=tp (eff ) x UC=1.96 x 1.01=2.0 a V相對擴(kuò)展不確定度 U95rel= x100%=0.0020%七、測量不確定度的報告與表示0.01 級高電勢直流電位差計示值誤差的測量結(jié)果相對擴(kuò)展 不確定度為：U95rel=0.0020%(p=95% K=2, eff結(jié)語：通過以上測量數(shù)據(jù)表明，不確定度