直流稳压电源检定系统的测量不确定度分析.doc

直流稳压电源检定系统的测量不确定度分析 设备能源部 王玮 摘 要：针对设备能源部根据JJG（航天）6-1999直流稳压电源检定规程所研发的直流稳压电源检定系统，本文分析了影响本系统测量不确定度的因素，对系统的测量不确定度进行了评定。 关键词：直流稳压电源；检定系统；测量不确定度；扩展不确定度。 计量器具不确定度的评定，是对计量器具检定结果正确性的可疑程度评价，是判断其是否符合量值传递系统要求的一项必不可少的工作。直流稳压电源的检定是我们日常工作中涉及较多的一项检定工作，为此，依据《JJG《航天》6-1999直流稳压电源检定规程》我们研发了直流稳压电源检定系统（以下简称“检定系统”），本文针对影响检定系统不确定度的因素进行了分析，并对检定系统的不确定度进行了评定。 检定系统组成 检定系统由直流稳压电源检定装置和外接辅助设备两部分组成。检定装置中包括：交流电压表HP4710型、直流电压表HP4710型、直流电流表HP4710型、调压器（2个）AC 0~250V、分流器30A，外接辅助设备有：负载（滑线电阻器或DH2794-4型电子负载）、晶体管毫伏表JB-1B型。其结构如图1所示： 图1直流稳压电源检定系统结构示意图 2 检定系统的误差来源 在检定规程规定的条件下系统误差的来源主要包括测量设备和测量人员两部分。 交流电压表引入的误差。 直流电压表引入的误差。 直流电流表引入的误差。 交流调压器引入的误差：由于在检定过程中使用交流电压表来监视它调节输出的电压，因此我们用交流电压表的引入误差来代替。 晶体管毫伏表引入的误差。 检定人员视觉误差：主要表现为对晶体管毫伏表表盘读数存在的误差。 3 系统误差的不确定度分析评定 直流稳压电源检定系统各设备的不确定度都是由其技术说明书或上级计量部门的检定合格证书给出的误差为依据进行计算的，属于B类不确定度。 3.1交流电压表的不确定度分量 （1）交流电压表在标准规定条件下的基本误差从检定证书中得来：50Hz,500V量程误差为0.02%，该误差属于均匀分布，取k=，则=0.012%。 （2）交流电压表在50Hz,500V量程上的分辨力为0.1V,a=0.05V, 该误差属于均匀分布，取k=，则=0.006%。 ==0.013% 3.2直流电压表的不确定度分量 （1）直流电压表在标准规定条件下的基本误差从检定证书中得来：500V量程误差为0.02%，该误差属于均匀分布，取k=，则=0.012%。 （2）在500V量程上的分辨力为0.1V,a=0.05V, 该误差属于均匀分布，取k=，则=0.006%。 ==0.013% 3.3直流电流表的不确定度分量 （1）直流电流表在标准规定条件下的基本误差从检定证书中得来：其满量程误差为0.04%，该误差属于均匀分布，取k=，则=0.023%。 （2）在满量程上的分辨力为1mA,a=0.5mA, 该误差属于均匀分布，取k=，则=0.006%。 ==0.024% 3.4晶体管毫伏表的不确定度分量 晶体管毫伏表在标准规定条件下的基本误差从检定证书中得来：1mV~100mV量程误差最大为1.0%，该误差属于均匀分布，取k=，则=0.577%。 3.5人为读数误差带来的不确定度分量 （1）晶体管毫伏表1mV量程上的表盘最小分度值是0.02mV，估计人为读数误差为0.002mV，属于均匀分布，取k=，则=0.115%。 （2）晶体管毫伏表3mV量程上的表盘最小分度值是0.1mV，估计人为读数误差为0.01mV，属于均匀分布，取k=，则=0.192%。 （3）晶体管毫伏表10mV量程上的表盘最小分度值是0.2mV，估计人为读数误差为0.02mV，属于均匀分布，取k=，则=0.115%。 （4）晶体管毫伏表30mV量程上的表盘最小分度值是1mV，估计人为读数误差为0.1mV，属于均匀分布，取k=，则=0.192%。 （5）晶体管毫伏表100mV量程上的表盘最小分度值是2mV，估计人为读数误差为0.2mV，属于均匀分布，取k=，则=0.115%。 则==0.338%。 4 合成标准不确定度 由于检定系统的各项不确定度彼此独立互不关联，由此可得出合成标准不确定度： ==0.67%。 5扩展不确定度 取包含因子为2，则其扩展不确定度U=K=1.34% 通过以上对检定系统不确定度分析所得到的结果，在必要时我们可以对被检直流稳压电源的检定数据进行更精确的修正，使检定数据更加准确。同时还可以看出，对系统测量数据影响较大的是晶体管毫伏表，因此根据不同型号直流稳压电源的纹波电压技术指标，我们可以通过使用准确度更高的交流电压表或示波器来降低整个直流稳压电源检定系统的不确定度。