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

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電容示值測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

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

本次測(cè)量1 000pF和10pF電容值，依據(jù)JJG183-1992標(biāo)準(zhǔn)電容器檢定規(guī)程的要求，采用直接測(cè)量法對(duì)參加本次電容測(cè)量審核計(jì)劃的樣品（電容器型號(hào)為GenRad 1404-A、1404-C，編號(hào)分別為D2-07521129、D2-08471161）的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行不確定度評(píng)定。

電容值；測(cè)量；不確定度

1　數(shù)學(xué)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(biāo)準(zhǔn)LCR數(shù)字電橋電容的測(cè)量值，pF。

2　方差及靈敏系數(shù)

3　1 000pF電容值的測(cè)量結(jié)果不確定度估算

3.1計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

3.1.1計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器LCR數(shù)字電橋1693的測(cè)量誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1（Cy1）。在測(cè)量過程中引用了上級(jí)檢定證書給出數(shù)字電橋1693在1 000pF的示值數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，由LCR數(shù)字電橋1693的檢定證書得知其示值的擴(kuò)展不確定度U=0.01%，k=2，則由標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)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(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器LCR數(shù)字電橋1693的年不穩(wěn)定性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1（Cy1）。根據(jù)往年的上級(jí)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(biāo)準(zhǔn)器測(cè)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(biāo)準(zhǔn)不確定度u1（Cy2）。LCR數(shù)字電橋1693測(cè)量1 000pF電容時(shí)分辨率為0.10pF，區(qū)間半寬為0.05pF，覆蓋因子為k=，則由標(biāo)準(zhǔn)器分辨率引入的不確定度分量為：u1（Cy3）=0.05/≈0.03pF。

3.2測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1（Cx）

用A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定，重復(fù)測(cè)量10次，所得數(shù)據(jù)如表1所示。

表1　1000pF電容值測(cè)量結(jié)果

3.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

3.4擴(kuò)展不確定度

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

4　10pF電容值的測(cè)量結(jié)果不確定度估算

4.1計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.1.1計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器LCR數(shù)字電橋1693的測(cè)量誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)器測(cè)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(biāo)準(zhǔn)不確定度u1（Cy2）。LCR數(shù)字電橋1693測(cè)量10pF電容時(shí)分辨率為0.001pF，區(qū)間半寬為0.005pF，覆蓋因子為k=，則由標(biāo)準(zhǔn)器分辨率引入的不確定度分量為：u1（Cy2）=0.005/≈0.000 3pF。

4.2測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定u1（Cx）

用A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定，重復(fù)測(cè)量10次，所得數(shù)據(jù)如表3所示。

表3　10pF電容值測(cè)量結(jié)果

4.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.4擴(kuò)展不確定度

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

樣品到達(dá)實(shí)驗(yàn)室后，在恒溫條件（20±5）℃下放置24h以后進(jìn)行測(cè)量。影響測(cè)量結(jié)果的因素有被校電容不穩(wěn)定性、標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)量誤差、標(biāo)準(zhǔn)裝置的不穩(wěn)定性、標(biāo)準(zhǔn)裝置分辨率等；環(huán)境條件（溫度、濕度、電磁場(chǎng)）的變化等，這些因素都將對(duì)測(cè)量結(jié)果貢獻(xiàn)不確定度分量。根據(jù)分析，其中標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)量誤差、標(biāo)準(zhǔn)裝置的不穩(wěn)定性、標(biāo)準(zhǔn)裝置的分辨率和測(cè)量結(jié)果不穩(wěn)定是測(cè)量不確定度的主要來源，其他因素的影響可以忽略不計(jì)［1，2］。

［1］錢斌.1000pF電容器示值誤差測(cè)量不確定度評(píng)定［J］.工業(yè)計(jì)量，2013（3）：57-58.

［2］王克強(qiáng)，趙燕坤.高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器示值誤差的測(cè)量不確定度評(píng)定［J］.華北電力技術(shù)，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(yùn)（1984-），男，本科，助理工程師，研究方向：計(jì)量檢測(cè)。