电压(电流)测量结果的不确定度评定
1. 概述
在23℃±5℃条件下,开机2小时候后,选取适当的量程,在测量用设备处于统计控制的情况下时,电路中通以恒流(压)源,测量电路中电流(电压)。并给出测量结果的不确定度。 使用设备:安捷伦数字万用表(34405A)
被测量电源:直流标称电压10V,电流50mA;交流标称电压50.0V,电流0.5A。
2. 测量模型
在本试验中输入量X即为输出量Y。因为此有数学公式:
Y(I) = X(I)+∆X 和 Y(V) = X(V)+∆X
X(I):为被测电流值平均值 X(V):为被测电压值平均值 ∆X:为仪器修正值
3. 不确定度来源分析
根据JJG124-2005《电流表,电压表,功率表,电阻表》以及设备仪器使用说明书。万用表误差来自于以下最大允许误差,修正值(偏离零位),以及测试重复性和设备仪器分辨率这几个方面分量。
4. 标准不确定度的评定
4.1测量重复性引起的标准不确定度采用A类方法进行评定。对每一样品重复测量10次。 标准差按贝塞尔公式计算:
其中测量结果的算术平均值作为输入量的无偏估计值,其不确定度u1的计算公式如下
u1=u(=s(
4.2由测试设备自身最大允许误差引入的不确定度采用B类方法进行评定。根据设备使用说明书,设备在1年时间内,23℃±5℃条件下,最大允许误差如下表,设其分布为均匀分布,查表得k= 。则设备最大允许误差引起的标准不确定度u2为:
各量程测量最大允许误差
4.3由测试设备自身灵敏度引入的不确定度采用B类方法进行评定。根据设备使用说明书,测量直流电压,电流时,设备自身灵敏度为61 2位,测量交流电压,电流时,设备自身灵敏度为量程的1%。设备在直流和交流不同量程下的灵敏度见下表,设其分布为均匀分布,查表得k= 。则设备最大允许误差引起的标准不确定度u3为:
各量程测量灵敏度
4.4由测试设备的修正值(偏离零位)引起的不确定度为u4。(视情况而定)
当测量直流电压,电流是且没有打开自动校零功能是:∆X=0.0002%量程+0.005mV 当测量交流电压,电流是无此项误差。∆X=0
各量程测量的修正值
5. 合成标准不确定度的确定
测量过程中各不确定度分量各自为独立事件。合成标准不确定度公式如下:
其灵敏系数
将Y = X+∆X 带入上式,求得:
根据
以及
然后根据合成不确定公式:
求得输入值Y的标准不确定度uc(y),如下表
6. 扩展不确定度的的确定
设uc(y)为正态分布,取包含因子k = 1.96,包含概率为95% 则:
并对表中的不确定度进行修约,根据GB/T 8170-2008 《数值修约规则与极限数值的表示和判定》 ,所有扩展不确定度取一位有效数字。因此相对的,对于Y的最佳估计值也做相应的修约。
VDC = (9.9991 ±0.0005)V
IDC = (50.0±0.1) mA
VAC = (50 ±1) V
IAC = (0.50 ±0.01) A
电压(电流)测量结果的不确定度评定
1. 概述
在23℃±5℃条件下,开机2小时候后,选取适当的量程,在测量用设备处于统计控制的情况下时,电路中通以恒流(压)源,测量电路中电流(电压)。并给出测量结果的不确定度。 使用设备:安捷伦数字万用表(34405A)
被测量电源:直流标称电压10V,电流50mA;交流标称电压50.0V,电流0.5A。
2. 测量模型
在本试验中输入量X即为输出量Y。因为此有数学公式:
Y(I) = X(I)+∆X 和 Y(V) = X(V)+∆X
X(I):为被测电流值平均值 X(V):为被测电压值平均值 ∆X:为仪器修正值
3. 不确定度来源分析
根据JJG124-2005《电流表,电压表,功率表,电阻表》以及设备仪器使用说明书。万用表误差来自于以下最大允许误差,修正值(偏离零位),以及测试重复性和设备仪器分辨率这几个方面分量。
4. 标准不确定度的评定
4.1测量重复性引起的标准不确定度采用A类方法进行评定。对每一样品重复测量10次。 标准差按贝塞尔公式计算:
其中测量结果的算术平均值作为输入量的无偏估计值,其不确定度u1的计算公式如下
u1=u(=s(
4.2由测试设备自身最大允许误差引入的不确定度采用B类方法进行评定。根据设备使用说明书,设备在1年时间内,23℃±5℃条件下,最大允许误差如下表,设其分布为均匀分布,查表得k= 。则设备最大允许误差引起的标准不确定度u2为:
各量程测量最大允许误差
4.3由测试设备自身灵敏度引入的不确定度采用B类方法进行评定。根据设备使用说明书,测量直流电压,电流时,设备自身灵敏度为61 2位,测量交流电压,电流时,设备自身灵敏度为量程的1%。设备在直流和交流不同量程下的灵敏度见下表,设其分布为均匀分布,查表得k= 。则设备最大允许误差引起的标准不确定度u3为:
各量程测量灵敏度
4.4由测试设备的修正值(偏离零位)引起的不确定度为u4。(视情况而定)
当测量直流电压,电流是且没有打开自动校零功能是:∆X=0.0002%量程+0.005mV 当测量交流电压,电流是无此项误差。∆X=0
各量程测量的修正值
5. 合成标准不确定度的确定
测量过程中各不确定度分量各自为独立事件。合成标准不确定度公式如下:
其灵敏系数
将Y = X+∆X 带入上式,求得:
根据
以及
然后根据合成不确定公式:
求得输入值Y的标准不确定度uc(y),如下表
6. 扩展不确定度的的确定
设uc(y)为正态分布,取包含因子k = 1.96,包含概率为95% 则:
并对表中的不确定度进行修约,根据GB/T 8170-2008 《数值修约规则与极限数值的表示和判定》 ,所有扩展不确定度取一位有效数字。因此相对的,对于Y的最佳估计值也做相应的修约。
VDC = (9.9991 ±0.0005)V
IDC = (50.0±0.1) mA
VAC = (50 ±1) V
IAC = (0.50 ±0.01) A