【摘要】 電阻分壓箱法作為JJF 1638-2017《多功能標(biāo)準(zhǔn)源校準(zhǔn)規(guī)范》中直流電壓的校準(zhǔn)方法，常用于校準(zhǔn)高精度低電壓信號(hào)。本文介紹了電阻分壓箱法校準(zhǔn)多功能標(biāo)準(zhǔn)源直流電壓的測(cè)量不確定度評(píng)定方法與評(píng)定實(shí)例，為評(píng)定多功能標(biāo)準(zhǔn)源直流電壓的測(cè)量不確定度提供參考。

【關(guān)鍵詞】 直流電壓;電阻分壓箱;不確定度評(píng)定

Abstract： The resistance voltage divider method is used as a method for calibrating DC voltage in JJF 1638-2017 Calibration Specification for Multifunction Standard Sources，which is often used to calibrate high-precision and low-voltage signals.This paper introduces the measurement uncertainty evaluation method and evaluation examples of the DC voltage of the multifunction standard sources calibrated by the resistance divider box method，which provides a reference for evaluating the measurement uncertainty of the DC voltage of the multifunction standard sources.

Key words： DC voltage;resistance divider box;uncertainty

多功能標(biāo)準(zhǔn)源校準(zhǔn)是數(shù)字顯示的高精度的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源。能輸出包括直流電壓在內(nèi)的5種電信號(hào)。其主要由電源供應(yīng)單元、參考標(biāo)準(zhǔn)單元、放大單元、輸出緩沖單元、控制單元等部分組成。JJF 1638-2017《多功能標(biāo)準(zhǔn)源校準(zhǔn)規(guī)范》中規(guī)定直流電壓校準(zhǔn)范圍為±10 mV～±1000 V。一般針對(duì)多功能標(biāo)準(zhǔn)源校準(zhǔn)直流電壓在±100 mV～±1000 V范圍內(nèi)的輸出信號(hào)，可利用高精度數(shù)字多用表直接進(jìn)行校準(zhǔn)。而針對(duì)±10 mV～±100 mV的電壓輸出，由于高精度數(shù)字多用表的量程和精度限制，無(wú)法直接校準(zhǔn)，只能采用電阻分壓箱法進(jìn)行校準(zhǔn)。

本文對(duì)多功能標(biāo)準(zhǔn)源直流電壓10 mV的輸出開(kāi)展校準(zhǔn)并進(jìn)行不確定度評(píng)定。

1 測(cè)量原理

1.1 測(cè)量依據(jù)

JJF 1638-2017《多功能標(biāo)準(zhǔn)源校準(zhǔn)規(guī)范》。

1.2 測(cè)量設(shè)備

測(cè)量設(shè)備包括直流電壓參考標(biāo)準(zhǔn)、電阻分壓箱、數(shù)字多用表組成。

1.3 環(huán)境條件

環(huán)境溫度：（20±2） ℃;相對(duì)濕度：不大于75%;供電電源：電壓（220±22） V，頻率（50±0.5） Hz。

1.4 校準(zhǔn)方法

校準(zhǔn)多功能標(biāo)準(zhǔn)源直流電壓10 mV輸出采用電阻分壓箱法，直流參考標(biāo)準(zhǔn)輸出端與電阻分壓箱輸入端連接，電阻分壓箱100：1分壓比例點(diǎn)的輸出端與過(guò)渡數(shù)字多用表連接。直流參考標(biāo)準(zhǔn)輸出標(biāo)準(zhǔn)1 V電壓值，通過(guò)電阻分壓箱100：1分壓比例點(diǎn)，將其轉(zhuǎn)化為10 mV電壓值輸入到過(guò)渡數(shù)字多用表中并作為標(biāo)準(zhǔn)值。再利用被校準(zhǔn)多功能標(biāo)準(zhǔn)源直接輸出10 mV直流電壓到過(guò)渡數(shù)字多用表并作為實(shí)際值。

2 測(cè)量模型及不確定度傳播率

2.1 測(cè)量模型

校準(zhǔn)多功能標(biāo)準(zhǔn)源的輸出電壓值為：

2.2 不確定度傳播率

3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

3.1 由直流電壓參考標(biāo)準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[uxn]

3.1.1 由直流電壓參考標(biāo)準(zhǔn)年穩(wěn)定引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[uxn1]

根據(jù)歷年上級(jí)檢定證書(shū)判斷直流電壓參考標(biāo)準(zhǔn)1 V輸出點(diǎn)年穩(wěn)定性為[U=1.3×10-6]，包含因子[k=2]。

3.1.2 由直流電壓參考標(biāo)準(zhǔn)上級(jí)傳遞準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[uxn2]

3.2 由電阻分壓箱引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[uxk]

3.2.1 由電阻分壓箱年穩(wěn)定引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[uxk1]

3.2.2 由電阻分壓箱上級(jí)傳遞準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[uxk2]

根據(jù)上級(jí)給出檢測(cè)證書(shū)值[Urelxk2=8×10-6]，包含因子[k=2]。

3.3 由被校準(zhǔn)多功能標(biāo)準(zhǔn)源引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[uΔx]

3.3.1 由過(guò)渡數(shù)字多用表測(cè)量被校準(zhǔn)多功能標(biāo)準(zhǔn)源的輸出電壓讀數(shù)的重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量[uΔx1]

用A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。由過(guò)渡數(shù)字多用表測(cè)量被校準(zhǔn)多功能標(biāo)準(zhǔn)源輸出10 mV直流電壓讀數(shù)，如表1所示。

3.3.2 由被校準(zhǔn)多功能標(biāo)準(zhǔn)源的有限分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量[uΔx2]

4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

4.1 主要標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總

主要標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總?cè)绫?所示。

4.2 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算

以上各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量是互不相關(guān)的，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

5 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

6 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了電阻分壓箱法校準(zhǔn)多功能標(biāo)準(zhǔn)源直流電壓的校準(zhǔn)方法和校準(zhǔn)過(guò)程并以校準(zhǔn)10 mV直流電壓為例給出了測(cè)量不確定度的評(píng)定過(guò)程。滿足JJF 1638-2017《多功能標(biāo)準(zhǔn)源校準(zhǔn)規(guī)范》的要求，為多功能標(biāo)準(zhǔn)源直流小電壓的校準(zhǔn)和不確定度的評(píng)定提供借鑒。

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【作者簡(jiǎn)介】楊麗（1962-），女，高級(jí)工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)殡姶艑W(xué)計(jì)量。