数字万用表T-S030的测量不确定度分析

1.  目的

本作业指导书的目的是对数字万用表T-S030的测量不确定度进行分析，找出影响不确定度的因

数，不确定度进行评估，给出不确定度，如实反映测量的置信度和准确性。

2.  适用范围

适用于本公司数字万用表T-S030的测量不确定度的评定与表示。

3.职责

3.1测试人员负责不确定度类作业指导书的编写。

3.2工程部经理负责不确定度评定和表示的审核。    

3.3技术负责人负责不确定度评定和表示的批准。

3.4测试人员在必要时负责在检测报告中给出不确定度。

4.  不确定度分析

4.1  测量方法简述

     数字万用表的有直流/交流电压测量; 直流/交流电流测量;电阻测量的功能。

4.1.1

采用稳压电源产生稳定电压: 交流220V(频率60Hz)的电压进行多次测量；直流电源：产生直流电压12V的电压进行多次测量。稳压电源输出电压的大小就等于数字万用表的电压显示值。

4.1.2采用稳压电源产生的电压100V(60Hz)加在(阻值为1000欧姆) 纯阻性电阻上,将串联数字万用表在电路中,对电流进行多次测量,电流的大小就等于数字万用表的电流显示值。采用直流电源产生电压12V加在（阻值为12欧姆）的纯阻性电阻上，将串联在数字万用表在电路中，对电流进行多次测量,电流的大小就等于数字万用表的电流显示值。

4.1.3采用数字万用表的电阻档对纯阻性的阻值为100欧姆的电阻进行多次测量,电阻值的大小就等于数字万用表的电阻显示值.

4.2 测量不确定度的评定

4.2.1建立数学模型

被测量Y常取决于其他的n个测量值X1,X2,…Xn，得

数学模型的建立不能遗漏也不能重复计算可能对测量结果产生影响的不确定度分量

4.2.2测量不确定度的来源

4.2.2.1 读数重复性引入的标准不确定度

4.2.2.2 数字万用表引入的标准不确定度

4.2.3不确定度的A类评定

对被测量重复条件下进行n次测量，则

1）实测记录

a)直流电压: 12.01;12.01;12.01;12.01;12.01;12.01;12.01;12.01;12.01;12.01（单位:V）

交流电压：221;220;220; 220; 220; 220; 220; 220; 220;221（单位:V）

则直流电压最佳估计值，即测量结果X为：X=∑xi/10=12.01VDC

则交流电压最佳估计值，即测量结果X为：X=∑xi/10=220.2VAC

按A类方法评定，由实测数据得实验标准差S（xi）=    ∑(xi-X)2/(10-1)=0.00 VDC

按A类方法评定，由实测数据得实验标准差S（xi）=    ∑(xi-X)2/(10-1)=0.421637021 VAC

    读数重复性引入的标准不确定度u(X)为：u1== 0.00VDC

读数重复性引入的标准不确定度u(X)为：u1== 0.133333235VAC

b)直流电流: 0.99;0.99;0.99;0.99;0.99;0.99;0.99;0.99;0.99;0.99 （单位:A）

交流电流:100.2;100.3;100.3;100.2;100.3;100.2;100.2;100.3;100.3;100.2 （单位:mA）

则直流电流最佳估计值，即测量结果X为：X=∑xi/10= 0.99A

则交流电流最佳估计值，即测量结果X为：X=∑xi/10= 100.25mA

按A类方法评定，由实测数据得实验标准差S（xi）=    ∑(xi-X)2/(10-1)=0.00 A

按A类方法评定，由实测数据得实验标准差S（xi）=    ∑(xi-X)2/(10-1)=0.052704628 mA

    读数重复性引入的标准不确定度u(X)为：u1== 0.00A

读数重复性引入的标准不确定度u(X)为：u1== 0.016666654mA

c)电阻: 150.2;150.2;150.1;150.1;150.1;150.2;150.1;150.1;150.1;150.1（单位:Ω）

则其最佳估计值，即测量结果X为：X=∑xi/10= 150.13Ω

按A类方法评定，由实测数据得实验标准差S（xi）=    ∑(xi-X)2/(10-1)=0.048304583Ω

    读数重复性引入的标准不确定度u(X)为：u1== 0.015275241Ω

4.2.4不确定度的B类评定

4.2.4.1接地电阻测试仪引入的标准不确定度

从T-S028校准证书（2SB05000727-0002）提供的校准测量不确定度：

直流电压：0.01%；交流电压：0.05%

直流电流：0.06%；交流电流：0.1%

电阻：0.05%

按B类不确定度的方法评定：

直流电压:u2=12.01*0.01% /2=0.0006005VDC

交流电压:u2=220.2*0.05% /2=0.05505VAC

直流电流：u2=0.99*0.06%/2=0.000297A

交流电流：u2=100.25*0.1%/2=0.050125mA

电阻:u2=150.13*0.05%/2=0.0375325Ω

4.2.5合成标准不确定度的计算

直流电压:uc=  u12 + u22   = 0.0006005VDC 交流电压:uc=   u12 + u22   =0.1442506VAC

直流电流:uc=    u12 + u22    = 0.000297A；交流电流:uc=  u12 + u22     =0.052823224 mA 

电阻uc=    u12 + u22    =0.040521865Ω

   4.2.6扩展不确定度的计算

    设置信水平为95%，k为包含因子，k=2

直流电压:U=kuc=2x =0.001201V≈0.001V；交流电压:U=kuc=2x =0.288501327V≈0.3V

直流电流:U=kuc=2x =0.000594A≈0.001A；交流电流:U=kuc=2x =0.10548A≈0.1mA

电阻:U=kuc=2x =0.08104373Ω≈0.1Ω

4.3不确定度报

扩展不确定度的表示 

直流电压：U=0.001V；k=2。    交流电压：U=0.3V；k=2。

直流电流：U=0.001A；k=2。    交流电流：U=0.1mA；k=2。

电阻：U=0.1Ω；k=2。

4.5参考文件

4.5.1QP026《测量不确定度的评估程序》

4.5.2JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》

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