JJF-靜電激勵(lì)器電源校準(zhǔn)規(guī)范不確定度評定報(bào)告

靜電激勵(lì)器電源不確定度評定報(bào)告靜電激勵(lì)器電源校準(zhǔn)規(guī)范起草小組2024.7

靜電激勵(lì)器電源測量不確定度評定F.1引言靜電激勵(lì)器電源的主要計(jì)量性能為信號增益、輸出電壓（直流）和頻率響應(yīng)，本次將對以上參數(shù)進(jìn)行不確定度評定。F.2信號增益測量的不確定度評定F.2.1測量模型式中：——靜電激勵(lì)器電源的信號增益，dB；——靜電激勵(lì)器電源的輸出電壓（交流），V；——信號發(fā)生器的輸出電壓，V。F.2.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定不確定度的主要來源包括：測量重復(fù)性、數(shù)字電壓表、數(shù)據(jù)修約等。1）測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1信號增益的校準(zhǔn)結(jié)果見表F.1，以其標(biāo)準(zhǔn)偏差作為重復(fù)性引入的不確定度分量。表F.1信號增益校準(zhǔn)結(jié)果頻率/Hzδf/dB平均值/dB標(biāo)準(zhǔn)偏差/dB12345625025.6525.6625.6425.6725.6825.6725.660.015100025.6725.6925.6625.6825.6925.6825.680.0122）數(shù)字電壓表測量Uo的值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u2數(shù)字電壓表的誤差限為1.0%，按均勻分布考慮，數(shù)字電壓表測量引入的不確定度分量為：（dB）3）數(shù)字電壓表測量Ui的值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u3數(shù)字電壓表的誤差限為1.0%，按均勻分布考慮，數(shù)字電壓表測量引入的不確定度分量為：（dB）4）數(shù)據(jù)修約等其他因素引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u4估計(jì)其他因素引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.01dB。F.2.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度以上分量獨(dú)立無關(guān)，在頻率為1000Hz時(shí)，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為=0.07dB。F.2.4擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2，則擴(kuò)展不確定度U=kuc,從而得到信號增益的測量結(jié)果擴(kuò)展不確定度，U=0.2dB，k=2。F.3輸出電壓（直流）測量的不確定度評定F.3.1測量模型式中：——靜電激勵(lì)器電源的輸出電壓（直流），V；——測量系統(tǒng)（含示波器和衰減器）測得的電壓值，V。F.3.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定不確定度的主要來源包括：測量重復(fù)性、示波器、衰減器的線性、數(shù)據(jù)修約等。1）測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1輸出電壓（直流）的校準(zhǔn)結(jié)果見表F.2，以其標(biāo)準(zhǔn)偏差作為重復(fù)性引入的不確定度分量。表F.2輸出電壓（直流）校準(zhǔn)結(jié)果測量次數(shù)123456平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差輸出電壓直流/V855.2852.6853.9854.9853.1853.5853.91.022）示波器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u2由上級證書可知，示波器的擴(kuò)展不確定度為Urel=0.1%，k=2，在測得值時(shí)的不確定度分量u5約等于0.425V。3）高壓高阻衰減器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u3由上級證書可知，高壓高阻衰減器的擴(kuò)展不確定度為Urel=0.05%，k=2，在測得值時(shí)的不確定度分量u5約等于0.213V。4）數(shù)據(jù)修約等其他因素引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u4估計(jì)其他因素引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.8V。F.3.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度以上分量獨(dú)立無關(guān)，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為=1.38V。F.3.4擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2，則擴(kuò)展不確定度U=kuc，從而得到輸出電壓的測量結(jié)果擴(kuò)展不確定度：U=2.8V，k=2。F.4頻率響應(yīng)測量的不確定度評定F.4.1測量模型式中：δi——被校頻率下的靜電激勵(lì)器響應(yīng)級，dB；——參考頻率下的輸出電壓，dB；——被校頻率下的輸出電壓，dB。F.4.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定不確定度的主要來源包括：測量重復(fù)性、信號發(fā)生器的頻率響應(yīng)、靜電激勵(lì)器、啞頭、前置放大器、聲分析儀、數(shù)據(jù)修約等。1）測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1頻率響應(yīng)的校準(zhǔn)結(jié)果見表F.3，以其標(biāo)準(zhǔn)偏差作為重復(fù)性引入的不確定度分量。表F.3頻率響應(yīng)測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1頻率/Hzδf/dB平均值dB標(biāo)準(zhǔn)偏差dB12345620-0.09-0.10-0.09-0.09-0.10-0.08-0.090.00725-0.09-0.08-0.09-0.08-0.08-0.08-0.080.00531.5-0.08-0.07-0.08-0.07-0.07-0.08-0.070.00540-0.05-0.06-0.07-0.06-0.06-0.06-0.060.00450-0.04-0.04-0.04-0.04-0.04-0.04-0.040.00163-0.04-0.03-0.03-0.03-0.03-0.03-0.030.00480-0.02-0.02-0.02-0.03-0.02-0.03-0.030.006100-0.02-0.02-0.02-0.02-0.02-0.02-0.020.001125-0.01-0.02-0.01-0.02-0.01-0.01-0.010.005160-0.01-0.01-0.01-0.01-0.01-0.01-0.010.001200-0.01-0.01-0.01-0.01-0.01-0.01-0.010.0002500.000.00-0.01-0.010.00-0.01-0.010.0013150.000.000.000.000.000.000.000.0004000.000.000.000.000.000.000.000.0005000.000.000.000.000.000.000.000.0006300.000.000.000.000.000.000.000.0008000.000.000.000.000.000.000.000.00010000.000.000.000.000.000.000.000.00112500.000.000.000.000.000.000.000.00016000.000.010.000.000.010.000.000.00120000.010.000.000.010.010.000.010.00125000.010.010.010.010.010.000.010.00131500.000.010.000.000.010.000.000.00140000.000.000.000.000.000.000.000.00150000.000.000.000.000.000.000.000.00163000.000.000.000.000.000.000.000.00180000.000.000.00-0.010.000.000.000.00110000-0.01-0.01-0.01-0.01-0.01-0.01-0.010.00112500-0.02-0.02-0.02-0.02-0.02-0.02-0.020.00016000-0.03-0.03-0.03-0.03-0.03-0.03-0.030.00120000-0.04-0.04-0.04-0.04-0.04-0.04-0.040.00125000-0.02-0.02-0.02-0.02-0.02-0.02-0.020.00131500-0.06-0.06-0.06-0.06-0.06-0.06-0.060.00140000-0.05-0.05-0.05-0.06-0.06-0.06-0.050.00150000-0.03-0.03-0.03-0.03-0.03-0.03-0.030.0012）信號發(fā)生器的頻率響應(yīng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u2由上級證書可知，信號發(fā)生器的頻率響應(yīng)優(yōu)于±0.02dB，其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度按均勻分布估計(jì)，則信號源穩(wěn)定度引入的不確定度分量：dB3）靜電激勵(lì)器電壓—聲壓轉(zhuǎn)換引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u3靜電激勵(lì)器引入的不確定度主要是由電壓—聲壓轉(zhuǎn)換引起的，參考制造商提供的數(shù)據(jù)，列于表F.5。表F.4電壓—聲壓轉(zhuǎn)換等引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量頻率/Hz201001252505004000800012500160002000050000電壓—聲壓轉(zhuǎn)換u3/dB0.0100.0100.0100.0000.0100.0100.0260.0370.0400.0760.0764）啞頭的頻率響應(yīng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u4啞頭的頻率響應(yīng)引入的不確定度，參考制造商提供的數(shù)據(jù)，列于表F.6。表F.5啞頭的頻率響應(yīng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量頻率/Hz2050100200250500100020005000100002000050000u4/dB0.0230.0180.0140.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0125）前置放大器的頻率響應(yīng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u5前置放大器的頻率響應(yīng)優(yōu)于±0.01dB，其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度按均勻分布估計(jì)，則前置放大器的頻率響應(yīng)引入的不確定度分量：dB6）聲分析儀的頻率響應(yīng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u6在20Hz～50kHz的頻率范圍內(nèi)，聲分析儀的頻率響應(yīng)優(yōu)于±0.02dB，包含因子k=2，則聲分析儀的頻率響應(yīng)引入的不確定度分量u6大約為0.01dB。7）數(shù)據(jù)修約等其他影響因素引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u7估計(jì)其他因素引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，他影響因素引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u7，估計(jì)為0.01dB。F.4.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度靜電激勵(lì)器電源的頻率響應(yīng)的測量不確定度的來源及數(shù)值匯總于表F.5中。對于沒提供數(shù)據(jù)的頻率點(diǎn)，根據(jù)不確定度分量的規(guī)律，取相鄰頻率點(diǎn)的最大值。由于表中各分量獨(dú)立無關(guān)，得到的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uC見表F.5。F.4.4擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2，則靜電激勵(lì)器電源頻率響應(yīng)的擴(kuò)展不確定度見表F.5。表F.6頻率響應(yīng)的測量不確定度分析序號來源符號20Hz25Hz31.5Hz40Hz50Hz63Hz80Hz100Hz125Hz160Hz200Hz250Hz315Hz400Hz1重復(fù)性u10.0070.0050.0050.0040.0010.0040.0060.0010.0050.0010.0000.0010.0000.0002信號發(fā)生器u20.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0123電壓—聲壓轉(zhuǎn)換u30.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0104啞頭u40.0230.0230.0230.0230.0180.0180.0180.0140.0140.0140.0120.0120.0120.0125前置放大器u50.0060.0060.0060.0060.0060.0060.0060.0060.0060.0060.0060.0060.0060.0066聲分析儀u60.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0107其他u70.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.010標(biāo)準(zhǔn)不確定度uC0.0800.0330.0320.0320.0320.0280.0290.0290.0260.0260.0260.0250.0250.025擴(kuò)展不確定度（k=2）U0.070.070.070.070.060.060.060.060.060.060.050.050.050.05

表F.5頻率響應(yīng)的測量不確定度分析（續(xù)）序號來源符號500Hz630Hz800Hz1kHz1.25kHz1.6kHz2kHz2.5kHz3.15kHz4kHz5kHz6.3kHz1重復(fù)性u10.0000.0000.0000.0010.0000.0010.0010.0010.0010.0010.0010.0012信號發(fā)生器u20.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0123電壓—聲壓轉(zhuǎn)換u30.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0260.0264啞頭u40.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0125前置放大器u50.0060.0060.0060.0060.0060.0060.0060.0060.0060.0060.0060.0066聲分析儀u60.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0107其他u70.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.010標(biāo)準(zhǔn)不確定度uC0.0700.0250.0250.0250.0250.0250.0250.0250.0250.0250.0250.035擴(kuò)展不確定度（k=2）U0.140.050.050.050.050.050.050.050.050.050.050.07

表F.5靈敏度級的頻率響應(yīng)的測量不確定度分析（續(xù)）序號來源符號8kHz10kHz12.5kHz16kHz20kHz25kHz31.5kHz40kHz50kHz1重復(fù)性u10.0010.0010.0000.0010.0010.0010.0010.0010.0012信號發(fā)生器u20.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0123電壓—聲壓轉(zhuǎn)換u30.0260.0370.0370.0400.0760.0760.0760.0760.0764啞頭u40.0