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        電容示值測量結果的不確定度評定

        2016-08-18 05:47:42陳新運廣州廣電計量檢測無錫有限公司合肥分公司安徽合肥230031
        河南科技 2016年7期
        關鍵詞:測量誤差示值分辨率

        陳新運(廣州廣電計量檢測無錫有限公司合肥分公司,安徽 合肥 230031)

        ?

        電容示值測量結果的不確定度評定

        陳新運
        (廣州廣電計量檢測無錫有限公司合肥分公司,安徽合肥230031)

        本次測量1 000pF和10pF電容值,依據(jù)JJG183-1992標準電容器檢定規(guī)程的要求,采用直接測量法對參加本次電容測量審核計劃的樣品(電容器型號為GenRad 1404-A、1404-C,編號分別為D2-07521129、D2-08471161)的測量結果進行不確定度評定。

        電容值;測量;不確定度

        1 數(shù)學模型

        待校電容的示值誤差?C可表示為:

        ?C=Cx-Cy(1)

        式(1)中:Cx為電容箱的電容示值,pF;Cy為標準LCR數(shù)字電橋電容的測量值,pF。

        2 方差及靈敏系數(shù)

        3 1 000pF電容值的測量結果不確定度估算

        3.1計量標準器引入的標準不確定度

        3.1.1計量標準器LCR數(shù)字電橋1693的測量誤差引入的標準不確定度u1(Cy1)。在測量過程中引用了上級檢定證書給出數(shù)字電橋1693在1 000pF的示值數(shù)據(jù)進行修正,由LCR數(shù)字電橋1693的檢定證書得知其示值的擴展不確定度U=0.01%,k=2,則由標準器測量誤差引入的不確定分量為:u1(Cy1)=1 000×0.01%/2=0.05pF。

        3.1.2計量標準器LCR數(shù)字電橋1693的年不穩(wěn)定性引入的標準不確定度u1(Cy1)。根據(jù)往年的上級檢定證書得出數(shù)字電橋1693在1 000pF的示值數(shù)據(jù)的年不穩(wěn)定性為±0.01%,誤差概率服從均勻分布,k=,則由標準器測量誤差引入的不確定分量為:u1(Cy2)=1 000×0.01%/≈0.06pF。

        3.1.3分辨率引入標準不確定度u1(Cy2)。LCR數(shù)字電橋1693測量1 000pF電容時分辨率為0.10pF,區(qū)間半寬為0.05pF,覆蓋因子為k=,則由標準器分辨率引入的不確定度分量為:u1(Cy3)=0.05/≈0.03pF。

        3.2測量重復性引入的標準不確定度u1(Cx)

        用A類標準不確定度評定,重復測量10次,所得數(shù)據(jù)如表1所示。

        表1 1000pF電容值測量結果

        3.3合成標準不確定度

        3.4擴展不確定度

        各主要分量均可視為正態(tài)分布,當包含概率95%時,包含因子k=2,則:

        4 10pF電容值的測量結果不確定度估算

        4.1計量標準器引入的標準不確定度

        4.1.1計量標準器LCR數(shù)字電橋1693的測量誤差引入的標準不確定度u2(Cy1)。根據(jù)數(shù)字電橋1693的說明書得知在10pF示值的最大允許誤差為±0.05%,誤差概率服從均勻分布,k=,則由標準器測量誤差引入的不確定分量為:u2(Cy2)=1 000×0.05%/≈0.002 9pF。

        4.1.2分辨率引入標準不確定度u1(Cy2)。LCR數(shù)字電橋1693測量10pF電容時分辨率為0.001pF,區(qū)間半寬為0.005pF,覆蓋因子為k=,則由標準器分辨率引入的不確定度分量為:u1(Cy2)=0.005/≈0.000 3pF。

        4.2測量重復性引入的標準不確定u1(Cx)

        用A類標準不確定度評定,重復測量10次,所得數(shù)據(jù)如表3所示。

        表3 10pF電容值測量結果

        4.3合成標準不確定度

        4.4擴展不確定度

        各主要分量均可視為正態(tài)分布,當包含概率95%時,包含因子k=2,則:U2=k×uc2(ΔC)=2×0.003=0.006pF。

        樣品到達實驗室后,在恒溫條件(20±5)℃下放置24h以后進行測量。影響測量結果的因素有被校電容不穩(wěn)定性、標準裝置測量誤差、標準裝置的不穩(wěn)定性、標準裝置分辨率等;環(huán)境條件(溫度、濕度、電磁場)的變化等,這些因素都將對測量結果貢獻不確定度分量。根據(jù)分析,其中標準裝置測量誤差、標準裝置的不穩(wěn)定性、標準裝置的分辨率和測量結果不穩(wěn)定是測量不確定度的主要來源,其他因素的影響可以忽略不計[1,2]。

        [1]錢斌.1000pF電容器示值誤差測量不確定度評定[J].工業(yè)計量,2013(3):57-58.

        [2]王克強,趙燕坤.高壓標準電容器示值誤差的測量不確定度評定[J].華北電力技術,2004(10):4-6.

        Capacitance Uncertainty Evaluation of Measuring Results of Indication

        Chen Xinyun
        (Guangzhou Radio and Television Measurement and Detection Wuxi Co.Ltd.Hefei Branch,Hefei Anhui 230031)

        This measure 1 000 pF and 10 pF capacitance value,according to the JJG183-1992 standard capacitor code requirements,the uncertainty evaluation of the measurement results of the sample(capacitor type GenRad 1404-A,1404-C,numbered D2-07521129 and D2-08471161 respectively)which participated in the capacitance measurement audit plan was carried out by using the direct measurement method.

        capacitance value;measurement;uncertainty

        TM53

        A

        1003-5168(2016)04-0132-02

        2016-03-19

        陳新運(1984-),男,本科,助理工程師,研究方向:計量檢測。

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