交流高壓試驗(yàn)裝置頻率示值誤差測(cè)量不確定度評(píng)定示例

1、頻率示值誤差測(cè)量不確定度評(píng)定示例B.1概述：測(cè)量方法：用滿足本校準(zhǔn)規(guī)范要求的校準(zhǔn)裝置，在規(guī)定的校準(zhǔn)條件下，依照本校準(zhǔn)規(guī)范項(xiàng)測(cè)量被校諧振高壓試驗(yàn)裝置輸出電壓頻率示值誤差。將被校儀器與標(biāo)準(zhǔn)裝置按照規(guī)范圖3 連接，設(shè)置諧振高壓試驗(yàn)裝置試驗(yàn)電壓50kV，采用自動(dòng)模式查找諧振頻率點(diǎn)，待裝置穩(wěn)定輸出至設(shè)定值時(shí)，讀取諧振高壓試驗(yàn)裝置輸出電壓頻率示值和標(biāo)準(zhǔn)裝置參考值，并計(jì)算示值誤差。測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備名稱技術(shù)指標(biāo)電壓測(cè)量范圍：（30 300） kV變頻高壓測(cè)量系統(tǒng)準(zhǔn)確度等級(jí)： 1 級(jí)被測(cè)對(duì)象：被校設(shè)備名稱技術(shù)指標(biāo)額定電壓等級(jí)：80 kV變頻串聯(lián)諧振裝置準(zhǔn)確度等級(jí)：3 級(jí)測(cè)量范圍：（ 8 80）kVB.2 測(cè)量

2、模型B.2.1 頻率示值誤差測(cè)量模型為：ff xf s 100%f s式中：f 諧振高壓試驗(yàn)裝置輸出電壓頻率示值誤差，Hz；f x 諧振高壓試驗(yàn)裝置輸出電壓頻率示值，Hz；f s 諧振高壓試驗(yàn)裝置輸出電壓頻率實(shí)際值，Hz；方差及靈敏系數(shù)uc2 ()c12u 2 ( x )c22u 2 ( s )式中，靈敏系數(shù)c1() /( x )1； c2() /( s )1 。B.3測(cè)量不確定度的分量評(píng)定對(duì)被校諧振高壓試驗(yàn)裝置在輸出電壓50kV 下對(duì)其電壓頻率示值誤差進(jìn)行不確定度評(píng)定。主要分分量來源為校準(zhǔn)裝置的準(zhǔn)確度，校準(zhǔn)裝置的分辨率，和被檢諧振高壓試驗(yàn)裝置引入。被校諧振高壓試驗(yàn)裝置引入的不確定度分量可能為

3、測(cè)量重復(fù)性引入或被校諧振高壓試驗(yàn)裝置分辨率引入，由于二者之間有重復(fù)部分，故只分析其中校大者。B.3.1由校準(zhǔn)裝置準(zhǔn)確度等級(jí)引入的不確定度分量u( f 1 ) ，用 B 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。變頻高壓測(cè)量裝置的準(zhǔn)確度等級(jí)為1 級(jí)，則其不確定度區(qū)間半寬為1%，按均勻分布計(jì)算。u(f 1 )0.01 / 35.810 3B.3.2由校準(zhǔn)裝置分辨率引入的不確定度分量u(f2 ) ，用 B 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。變頻高壓測(cè)量裝置顯示的頻率值分辨率為0.01Hz ，其不確定度區(qū)間半寬為0.005Hz，測(cè)得諧振高壓試驗(yàn)裝置升壓50kV 時(shí)的電壓頻率為158.48Hz ，按均勻分布計(jì)算。u(f 2 )0.005H

4、z /31.8 10 5158.48HzB.3.3 諧振高壓試驗(yàn)裝置讀數(shù)的分辨率引入不確定度分量u( f 3 ) ，用 B 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。諧振高壓試驗(yàn)裝置的數(shù)顯分辨率為0.01Hz ，則其不確定度區(qū)間半寬為0.005Hz，按均勻分布計(jì)算。u(f 3 )0.005Hz /31.8 10 5158.48HzB.3.4對(duì)被校諧振高壓試驗(yàn)裝置在示值電壓50kV 下設(shè)置輸出頻率158.48Hz，連續(xù)校準(zhǔn) 10次，記錄其輸出電壓頻率，計(jì)算其引入的不確定度分量u( f 4 ) ，用 A 類評(píng)定。對(duì)被校諧振高壓試驗(yàn)裝置連續(xù)校準(zhǔn)10 次，記錄頻率數(shù)據(jù)如下：測(cè)量序號(hào)12345測(cè)得值（ Hz）158.4215

5、8.56158.78158.45158.02測(cè)量序號(hào)678910測(cè)得值（ Hz）159.14158.50159.22159.45158.67x1(158.42+158.56+158.78+158.45+158.02+159.14+158.50+159.22+159.45+158.67)10=158.721 Hz1nx)2根據(jù)算術(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算公式: s( xi )(xi0.434H zn1 i1故由測(cè)量重復(fù)性引入的相對(duì)不確定度分量為：u(f 4 ) = s( xi )0.434H z / 158.721H z2.8 10-3由于重復(fù)性帶來的不確定度分量和校準(zhǔn)裝置讀數(shù)的分辨率引入的不確定分量

6、之間有重復(fù)部分，為避免重復(fù)計(jì)算，在評(píng)定時(shí)取兩者中的交大值。由于u(f 4 ) 大于 u(f 2 ) ，故只考慮測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度分量u(f 4 ) 。B.4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算B.4.1輸出量標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表序標(biāo)準(zhǔn)不確標(biāo)準(zhǔn)不確不確定度來源測(cè)量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)不確定號(hào)定度分量定度分類分布度分量1u(f 1 )B校準(zhǔn)裝置準(zhǔn)確度均勻5.8 10- 32u(f 3 )B被檢儀器分辨率均勻1.8 10-53u(f 4 )A重復(fù)性引入正態(tài)2.8 10- 3經(jīng)過分析不確定度的來源，其各分量互為獨(dú)立量，則：3uc ( f )ui 2u( 1 )2u( 2 ) 2u( 3 ) 26.5 10-3i 1B.5擴(kuò)展不確定度計(jì)