检定标准电阻和标准电池的测量不确定度

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1、一、检定标准电阻的测量不确定度的评估1、数学模型根据恒流源数字多用表法检定标准电阻的测量原理，被检电阻的实际值可表达为：Rx=Rn*S/Uv；式中:rn为所使用作为标准的一等标准电阻经上级计量机构检定所给定的电阻值；0为数字纳伏表所测量的被检标准电阻上的电压；S为数字纳伏表所测量的一等标准电阻上的电压；根据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》第6.6节公式20,则有:血（心）/Rx^=[u{Ux）l5孑+[巩心）/Rwf2、不确定度来源分析与分量估计根据数学模型分析，检定结果的测量不确定度来源

2、主要来自Rv、Ux、5三个输入量，其中标准器Rv引入的不确定度主要是标准器的年变化和标准器的检定引入的；标准电阻上的电压S测量引入的不确定度主要为数字纳伏表的满度误差；被检电阻上的电压S测量引入的不确定度主要为恒流源电流漂移造成的电压变化、测量开关通道一致性和数字纳伏表的满度误差。2.1、标准器引入的标准不确定度w（/?V）/Rna、标准器的年变化引入的标准不确定度〃〃：根据JJG163-1993《直流电阻器检定规程》，标称值为1Q的一等标准电阻的最大相对年变化为lxlO-6；标称值为10Q、100Q、10

3、00Q、10000Q和0.1Q的一等标准电阻的最大相对年变化为3x10%；标称值为0.001Q、0.01Q和100000Q的一等标准电阻的最大相对年变化为6X106；分散区间取均匀分布，k=V3,则有Rx=Q时,w//=1x10-6/73=0.6x10-6；&=10Q、100Q.1000Q.10000Q和0.1Q时，w//=3x10-6/73=1.7x10-6；&=0.001Q、0.01Q和100000Q时，劝=6><109V3=3.5x10_6ob、标准器的检定引入的标准不确定度根据一等标准电阻的检定，

4、标称值为1Q的一等标准电阻检定数据的相对扩展不确定度为0.25x103标称值为10Q、100Q、1000Q、10000Q和0.1Q的一等标准电阻检定数据的相对扩展不确定度为0.5x103标称值为0.001Q、0.01Q和100000Q的一等标准电阻检定数据的相对扩展不确定度为lxlO'6；分散区间为正态分布，k=2,则有Rx=Q时，劝=0.25x1092=0.13x10”；Rx=10Q、100Q、1000Q、10000Q和0.1Q时，弘〃=0.5乂10°/2=0.25乂10°；20.001Q、0.01Q和

5、100000□时,劝=1x10'/2=0.5><10—以上两项分量互不相关，则有巩心）/7?尸J诟+卅2，因此当&日Q时，火R"7?^=0.6xW6；E10Q、100Q、1000Q、10000Q和0.1Q时,巩RQ/7?尸1.7x10”；&=0.001Q、0.01Q和100000Q时，叭R、》/R沪3.5U0(。2・2、标准电阻上的电压L/a「测量引入的标准不确定度w(^v)/UN数字纳伏表的测量误差可以用公式土(。％%+〃％4)来表示，式中第一项Q%必为读数误差，主要包括数字电压表的标准源电压误差、输入放

6、大器误差、刻度系数误差、非线性误差等，主要表现为测量电压仏时的系统误差项，一般在较短时间内不会发生变化；第二项为满度误差，主要包括数字电压表的量化误差、零点漂移、噪声干扰等，主要表现为测量电压Z时的随机误差项，是数字电压表测量值随机跳字的主要原因。在使用数字纳伏表检定标准电阻时，由于采用了同标称值替代法，数字纳伏表测量标准和被检电阻上的电压S和Uv时的差值又很小，测量时间间隔也很短，因此数字纳伏表测量心和时的读数误差可认为几乎相等，在计算UX/UN时就相互抵消了，数字纳伏表的满度误差是随机误差，无法抵消，计

7、入测量不确定度。根据数字纳伏表说明书可知，数字纳伏表的满度误差在测量电压为IV和0.1V时为土3X10-6,在测量电压为0.01V时为土4X10°,分散区间为正态分布，置信概率为95%,可取匕2。实际检定标称值为0.001Q和0.01Q的一等标准电阻时的测量电压为0.01V,检定其它标准电阻时测量电压均为IV和0.1V,并实际测量中取2次测量电压的平均值，则心=0.001Q、0.01Q时，u(U^/t/A-4X10_6/2V2=1.4X10-6;检定其它标准电阻时，以Uv)/Uv=3Xl()d/2血=1.1

8、X10'。2.3、标准电阻上的电压血测量引入的标准不确定度Uxa、恒流源输出电流短期稳定度引入的标准不确定度血八由恒流源说明书可知，恒流源输出电流短期稳定度优于5xl0-6/mino实际工作中检定二等标准电阻一般一次只检定一套，采用恒流源数字纳伏表法测量一个标准和一个被检电阻上的电压，测量时间一般不会超过一分钟。该分量可视为均匀分布，取k=V3,并取半宽度，则初=5x10-6/2馆=1.5xl(f6b、测量开关各