作業(yè)指導(dǎo)書(非接觸式靜電電壓表校準(zhǔn)測量結(jié)果不確定度評定)

成都市量督檢定試作業(yè)導(dǎo)書非接觸式靜電壓表校準(zhǔn)結(jié)果的測量不確定度定版號：第一版文件編號：ZY03-**-***編制：審核：批準(zhǔn)：

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月月月

日日日一1

實(shí)施日期：2013年01月受控編號：非接觸靜電電壓表值誤差量不確定度評定概述1.1測量依據(jù)：GJB/J5972-2007接觸式靜電電壓表校準(zhǔn)規(guī)范。1.2測量方法：用直流高壓源和直流分壓器及平板電極板組成的校準(zhǔn)裝置，在規(guī)定的測試距離條件下，以標(biāo)準(zhǔn)平板電極提供的電壓值為標(biāo)準(zhǔn)測量，以非接觸式靜電電壓表的讀數(shù)為被測量值，調(diào)零操作完成后，測量在內(nèi)完成，讀數(shù)6。2測量結(jié)測量結(jié)果平均值按公式（1）計算：xxxxx346

……(1)式中：—非接觸式靜電電壓表讀數(shù)的平均值，單位為伏特（Vx,x,x,x,x,x,x13456

非接觸式靜電電壓表的6讀數(shù)，單位為伏特（——示值誤差計算公式為：△=-U………(2)N式中：△—示值誤差，單位為伏特（VU—標(biāo)準(zhǔn)平板電極的靜電電壓，單位為伏特（VN

113測量不確定度主來源3.1概述示值誤差測量不確定度主要來源為：a)平板電極邊界效應(yīng)影響引入的測量不確定度；1b）測量距離不準(zhǔn)確引入的不確定度u；2c)絕緣泄漏電阻與保護(hù)電阻的分壓作用引入的測量不確定度；3d)直流高壓表測量誤差或直流高壓電源輸出不準(zhǔn)確引入的測量不確定度；4e)測量重復(fù)性引入的測量不確定度u；53.2平板電極邊界效應(yīng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u標(biāo)準(zhǔn)平板電極的試驗步驟：

1a)被校表置于規(guī)定的測試距離處，并對準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)平板電極的中心；b)調(diào)節(jié)直流高壓電源輸出使標(biāo)準(zhǔn)平板電極的電壓為被校表滿量程的1/10，但不應(yīng)小于，記錄讀數(shù)；輸出電壓時，電壓表讀數(shù)為2003V。1c)保持標(biāo)準(zhǔn)電極電壓不變，沿平行于電極平面的方向，向邊沿平行移動被校表，移動的距離為被校表的前端寬度的一半，并記錄讀數(shù)為；2d)比較中心位置與偏心位置兩種狀態(tài)下，被校表的讀數(shù)之差U。12用讀數(shù)的相對變化量表示邊界效應(yīng)引入的測量不確定度，按公式計算

d

U1U1

2

=

2003-2001

×100%=0.100%……(3)平板電極邊界效應(yīng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u，假設(shè)均勻分布：1d

01(4)u

1

平板電極邊界效應(yīng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，相對值?！?.3測量距離不準(zhǔn)確引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

2沒有距離指示器的被校表需要使用刻度尺測量測試距離或按說明書規(guī)定測試距進(jìn)行調(diào)節(jié)，不確定度來源于距離測量的相對不確定度，符合平均分布。有距離指示器的被校表，根據(jù)距離指示器的光標(biāo)進(jìn)行目視調(diào)節(jié)，不確定度來源于

DxD23DxD23距離指示器的相對不確定度，符合均勻分布。在標(biāo)準(zhǔn)平板電極電壓不變的情況下測量距離與非接觸式電壓表的讀數(shù)成反比關(guān)系，見公式設(shè)測試距離D，距離調(diào)節(jié)不準(zhǔn)確的范圍ΔD，符合均勻分布，則測量距離不準(zhǔn)確引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u按公式（6算。2x

KD

………(5)

x

Δ………(6)Du2

x3

………(7)在校準(zhǔn)裝置中，游標(biāo)卡尺在測量距離時距離調(diào)節(jié)不準(zhǔn)確范圍為0.03mm，ΔD0.000030.00150.0015uxD3

式（5）~(7)中：x：非接觸式靜電電壓表的讀數(shù)，單位為伏特VK：當(dāng)被測電壓不變時，K是與儀表原理有關(guān)的常數(shù)，單位伏·米（V·mD：測試距離，單位為米（mγ：因測試距離不準(zhǔn)確造成的讀數(shù)偏差，相對值；xγ：距離測量不確定度，相對值；DΔD：距離調(diào)節(jié)不準(zhǔn)確的范圍，單位為米（D：測試距離，單位為米（mu：測量距離不準(zhǔn)確引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，相對值。23.4絕緣泄漏電阻與保護(hù)電阻的分壓作用引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

3分壓影響小于0.1%，符合均勻分布，則絕緣泄漏電阻與保護(hù)電阻的分壓作用引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u按公式（8）計算35.77

………(8)u：絕緣泄漏電阻與保護(hù)電阻的分壓作用引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，相對值。33.5直流高壓表測量誤差或高壓源輸入不準(zhǔn)確引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4

5555根據(jù)直流高壓表或高壓電源檢定證書，獲得標(biāo)準(zhǔn)電壓的測量不確定度為γ，符合v均勻分布直流高壓表測量誤差或高壓電源輸出不準(zhǔn)確引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度按公4式（9）計算4

v

0.000052.89………u：直流高壓表或高壓源的不準(zhǔn)確引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，相對值；4γ：標(biāo)準(zhǔn)電壓的測量不確定度，相對值。v3.6測量重復(fù)性引入的測量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)確定度u根據(jù)n測量值，測量結(jié)果包含了被校表短期穩(wěn)定性影響量，選用極差法，由表1查出極差系數(shù)d，試驗標(biāo)準(zhǔn)偏差按公式（）計算：nxmin………x10測量數(shù)據(jù)見下表12003

22004

32002

42004

52003

62005

72004

82004

92003

102002x2005smax=x2003n式中：s：試驗標(biāo)準(zhǔn)偏差，相對值；

4.86

x：非接觸式靜電電壓表的6次讀數(shù)中最大值單位為伏特（Vmaxx：非接觸式靜電電壓表的次讀數(shù)中最小值，單位為伏特（Vd：極差法系數(shù)。n表一

極差法系數(shù)d。nn

2

3

4

5

6

7

8

9

10d

n

1.13

1.69

2.06

2.33

2.53

2.70

2.85

2.97

3.08測量重復(fù)性引入的測量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)不確定度u按公式（11）計算：5s4.86un10

1.54

………式中：u：測量重復(fù)性引入的測量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)不確定度，相對值；5

ccn：測量次。3.7合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

c合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u按公式（）計算：c)2(8.66)2)))2=

………(12)式中：u：合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，相對值。c3.8擴(kuò)展不確定度U。取k，其置信水平約為，則擴(kuò)展不確定度U按公式（）計算：U=ku=3.3式中：U：擴(kuò)展不確定度，相對值；k：常數(shù)，取2

………二非接觸式靜電電表校準(zhǔn)試距離測量確定度評定1

概述1.1測量依據(jù)：GJB/J5972-2007接觸式靜電電壓表校準(zhǔn)規(guī)范。1.2測量方法：用刻度尺或游標(biāo)卡尺直接測量校準(zhǔn)測試距離。2測量不定度主來源2.1校準(zhǔn)測試距離測量不確定度的主要來源為：a)平板電極邊界效應(yīng)影響引入的測量不確定度；b）刻度尺或游標(biāo)卡尺讀數(shù)不準(zhǔn)確引入的測量不確定度；c)刻度尺或游標(biāo)卡尺分辨力引入的測量不確定度，該項分包含在項中；d)絕緣泄漏電阻與保護(hù)電阻的分壓作用引入的測量不確定度；e)直流高壓表測量誤差或直流高壓電源輸出不準(zhǔn)確引入的測量不確定度；2.2平板電極邊界效應(yīng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

標(biāo)準(zhǔn)平板電極的試驗步驟：a)被校表置于規(guī)定的測試距離處，并對準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)平板電極的中心；b)調(diào)節(jié)直流高壓電源輸出使標(biāo)準(zhǔn)平板電極的電壓為被校表滿量程的，但不應(yīng)小于，記錄讀數(shù)U；1

DD保持標(biāo)準(zhǔn)電極電壓不變，沿平行于電極平面的方向，向邊沿平行移動被校表，移動的距離為被校表的前端寬度的一半，并記錄讀數(shù)；2d)比較中心位置與偏心位置兩種狀態(tài)下，被校表的讀數(shù)之差。1用讀數(shù)的相對變化量表示邊界效應(yīng)引入的測量不確定度，按公式算

d

U1U1

2

=

2003-2001

×100%=0.100%……(14)平板電極邊界效應(yīng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u，假設(shè)均勻分布：1=………(15)3u

平板電極邊界效應(yīng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，相對值。——2.3刻度尺或游標(biāo)卡尺讀數(shù)不準(zhǔn)確度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

讀數(shù)允許誤差極限為L測試距離為L，假均勻分布u按公式（）計算：

2

ΔL0.00003………(16)L3式中：u：刻度尺或游標(biāo)卡尺讀數(shù)不準(zhǔn)確引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，相對值；L：測試距離，單位為米（ΔL刻度尺讀數(shù)的允許誤差極限，單位為米（2.4絕緣泄漏電阻與保護(hù)電阻的分壓作用引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

分壓影響小于0.1%，符合均勻分布，則絕緣泄漏電阻與保護(hù)電阻的分壓作用引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u按公式（）計算

D3

………(17)u：絕緣泄漏電阻與保護(hù)電阻的分壓作用引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，相對值。2.5直流高壓表測量誤差或高壓源輸入不準(zhǔn)確引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

根據(jù)直流高壓表或高壓電源檢定證書，獲得標(biāo)準(zhǔn)電壓的測量不確定度為γ，符合v均勻分布，則直流高壓表測量誤差或高壓電源輸出不準(zhǔn)確引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度按公式（18計算

v

0.000052.89

………(18)u：直流高壓表或高壓源的不準(zhǔn)確引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，相對值