数字万用表示值误差测量结果不确定度评定

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  文章编号:ISSN1006—656X(2014)05-0162-01
  一、 概述
  (一)技术依据:JJG724-1991直流数字式欧姆表检定规程;
  JJG(航天)34-1999交流数字电压表检定规程;
  JJG 315-1983直流数字电压表检定规程。
  (二)环境条件:环境温度(20±1)℃,相对湿度(45~75)%RH。
  (三)测量标准:
  (四)被测对象:VC9807A+数字万用表。
  (五)测量方法
  用标准源法将标准器与被测表对接,由标准源法给出标准值给被测表,在被测表上读出相应读数。被测表读数减去标准器输出标准值即为示值误差。
  二、数学模型
  数学模型:
  式中:E——被测表的示值误差。
  ——被测表读数。
  ——标准器示值。
  三、输入量的标准不确定度评定
  测量不确定度主要有以下几种来源:
  (1)数字万用表测量重复性引入的不确定度分量,采用A类评定方法。
  (2)测量标准的误差引入的不确定度分量,采用B类评定方法。
  (3)数字万用表分辨力引入的不确定度分量,采用B类评定方法。
  (4)环境温度影响引入的不确定度分量,由于数字万用表检测过程对环境条件要求比较宽松,实验室条件也完全能够满足,因此认为该分量可忽略不计。
  (一)被测数字万用表测量重复性引入的标准不确定度分量的评定
  对被测数字万用表,在测量点交流电压100V,直流电压10V,电阻100kΩ,分别重复测量10次,根据贝塞尔公式计算被测数字万用表在各测量点的实验标准偏差,又因为在本次测量中,以单次测量值为测量结果,则测量重复性产生的标准不确定度为:,测量结果如下表所示。
  (二)测量标准的误差引入的标准不确定度分量 的评定
  此标准不确定度分量来源于所使用的标准器自身的误差,采用B类不确定度的评定。
  交流電压100V测量点:标准不确定度分量主要是交流测试系统误差引入的,采用B类评定方法。由仪器技术指标可得在100V点的不确定度为:
  U=0.05%×100V=50mV,k=2。 所以,= U/k=25mV。
  直流电压10V测量点:标准不确定度分量 主要是三相交直流携式检定装置的误差引入的,采用B类评定方法。由仪器技术指标可得在10V点的不确定度为: U=0.03%×10V+0.02%×10V=5mV,k=2。所以, = U/k=2.5mV。
  电阻100kΩ测量点:标准不确定度分量 主要是由标准电阻的误差引入的,采用B类评定方法。由仪器技术指标可得在100kΩ点,标准电阻的最大允许误差为±(100 kΩ×0.01%)。假设其服从均匀分布,则有:=5.8Ω。
  (三)被测数字万用表分辨力引入的标准不确定度分量的评定
  交流电压100V测量点:被测数字万用表分辨力引入的标准不确定度分量 ,采用B类评定方法。被测表在100V电压点的的分辨力为 0.01V,其区间半宽为0.005V,假设其服从均匀分布,则:=0.005 V /31/2=2.9mV
  直流电压10V测量点:被测数字万用表分辨力引入的标准不确定度分量 ,采用B类评定方法。被测表在10V电压点的的分辨力为 0.001V,其区间半宽为0.0005V,假设其服从均匀分布,则:=0.0005 V /31/2=0.29mV
  电阻100kΩ测量点:被测数字万用表分辨力引入的标准不确定度分量 ,采用B类评定方法。被测表在100 kΩ测量点的分辨力为0.01kΩ,其区间半宽为0.005 kΩ,假设其服从均匀分布,则: =0.005 kΩ/31/2=2.9Ω
  四、合成标准不确定度的评定
  重复观测中的任意一个示值都无例外地受到分辩力影响导致测量值的分散,因此,在计算 时只需取 和 的大者即可,又因为各分量之间相互彼此独立,且灵敏度系数均为1,所以合成不确定度。
  五、 扩展不确定度评定:
  取包含因子k=2,扩展不确定度,相对扩展不确定度
  六、校准结果报告
  在标准源输出交流电压100V(60Hz)时,被测表读数M=99.82V,E=-0.18V, U=6×10-2V(或Urel= 6×10-4),k=2。
  在标准源输出直流电压10V时,被测表读数M=9.992V,E=-0.008V, U= 6×10-3V(或Urel=6×10-4),k=2。
  在标准源输出电阻100kΩ时,被测表读数M=99.98kΩ,E=-0.02 kΩ,U= 1.4×10-2kΩ(或Urel= 1.4×10-4),k=2。
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