JJF-靜電激勵器電源校準規(guī)范不確定度評定報告

靜電激勵器電源不確定度評定報告靜電激勵器電源校準規(guī)范起草小組2024.7

靜電激勵器電源測量不確定度評定F.1引言靜電激勵器電源的主要計量性能為信號增益、輸出電壓（直流）和頻率響應，本次將對以上參數(shù)進行不確定度評定。F.2信號增益測量的不確定度評定F.2.1測量模型式中：——靜電激勵器電源的信號增益，dB；——靜電激勵器電源的輸出電壓（交流），V；——信號發(fā)生器的輸出電壓，V。F.2.2標準不確定度評定不確定度的主要來源包括：測量重復性、數(shù)字電壓表、數(shù)據(jù)修約等。1）測量重復性引入的標準不確定度分量u1信號增益的校準結果見表F.1，以其標準偏差作為重復性引入的不確定度分量。表F.1信號增益校準結果頻率/Hzδf/dB平均值/dB標準偏差/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的值引入的標準不確定度分量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的值引入的標準不確定度分量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準不確定度分量u4估計其他因素引入的標準不確定度為0.01dB。F.2.3合成標準不確定度以上分量獨立無關，在頻率為1000Hz時，合成標準不確定度為=0.07dB。F.2.4擴展不確定度取包含因子k=2，則擴展不確定度U=kuc,從而得到信號增益的測量結果擴展不確定度，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標準不確定度評定不確定度的主要來源包括：測量重復性、示波器、衰減器的線性、數(shù)據(jù)修約等。1）測量重復性引入的標準不確定度分量u1輸出電壓（直流）的校準結果見表F.2，以其標準偏差作為重復性引入的不確定度分量。表F.2輸出電壓（直流）校準結果測量次數(shù)123456平均值標準偏差輸出電壓直流/V855.2852.6853.9854.9853.1853.5853.91.022）示波器引入的標準不確定度分量u2由上級證書可知，示波器的擴展不確定度為Urel=0.1%，k=2，在測得值時的不確定度分量u5約等于0.425V。3）高壓高阻衰減器引入的標準不確定度分量u3由上級證書可知，高壓高阻衰減器的擴展不確定度為Urel=0.05%，k=2，在測得值時的不確定度分量u5約等于0.213V。4）數(shù)據(jù)修約等其他因素引入的標準不確定度分量u4估計其他因素引入的標準不確定度為0.8V。F.3.3合成標準不確定度以上分量獨立無關，合成標準不確定度為=1.38V。F.3.4擴展不確定度取包含因子k=2，則擴展不確定度U=kuc，從而得到輸出電壓的測量結果擴展不確定度：U=2.8V，k=2。F.4頻率響應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器響應級，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標準不確定度評定不確定度的主要來源包括：測量重復性、信號發(fā)生器的頻率響應、靜電激勵器、啞頭、前置放大器、聲分析儀、數(shù)據(jù)修約等。1）測量重復性引入的標準不確定度分量u1頻率響應的校準結果見表F.3，以其標準偏差作為重復性引入的不確定度分量。表F.3頻率響應測量重復性引入的標準不確定度分量u1頻率/Hzδf/dB平均值dB標準偏差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)生器的頻率響應引入的標準不確定度分量u2由上級證書可知，信號發(fā)生器的頻率響應優(yōu)于±0.02dB，其引入的標準不確定度按均勻分布估計，則信號源穩(wěn)定度引入的不確定度分量：dB3）靜電激勵器電壓—聲壓轉換引入的標準不確定度分量u3靜電激勵器引入的不確定度主要是由電壓—聲壓轉換引起的，參考制造商提供的數(shù)據(jù)，列于表F.5。表F.4電壓—聲壓轉換等引入的標準不確定度分量頻率/Hz201001252505004000800012500160002000050000電壓—聲壓轉換u3/dB0.0100.0100.0100.0000.0100.0100.0260.0370.0400.0760.0764）啞頭的頻率響應引入的標準不確定度分量u4啞頭的頻率響應引入的不確定度，參考制造商提供的數(shù)據(jù)，列于表F.6。表F.5啞頭的頻率響應引入的標準不確定度分量頻率/Hz2050100200250500100020005000100002000050000u4/dB0.0230.0180.0140.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0120.0125）前置放大器的頻率響應引入的標準不確定度分量u5前置放大器的頻率響應優(yōu)于±0.01dB，其引入的標準不確定度按均勻分布估計，則前置放大器的頻率響應引入的不確定度分量：dB6）聲分析儀的頻率響應引入的標準不確定度分量u6在20Hz～50kHz的頻率范圍內，聲分析儀的頻率響應優(yōu)于±0.02dB，包含因子k=2，則聲分析儀的頻率響應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準不確定度分量u7估計其他因素引入的標準不確定度，他影響因素引入的標準不確定度分量u7，估計為0.01dB。F.4.3合成標準不確定度靜電激勵器電源的頻率響應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，根據(jù)不確定度分量的規(guī)律，取相鄰頻率點的最大值。由于表中各分量獨立無關，得到的合成標準不確定度uC見表F.5。F.4.4擴展不確定度取包含因子k=2，則靜電激勵器電源頻率響應的擴展不確定度見表F.5。表F.6頻率響應的測量不確定度分析序號來源符號20Hz25Hz31.5Hz40Hz50Hz63Hz80Hz100Hz125Hz160Hz200Hz250Hz315Hz400Hz1重復性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標準不確定度uC0.0800.0330.0320.0320.0320.0280.0290.0290.0260.0260.0260.0250.0250.025擴展不確定度（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標準不確定度uC0.0700.0250.0250.0250.0250.0250.0250.0250.0250.0250.0250.035擴展不確定度（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的測量不確定度分析（續(xù)）序號來源符號8kHz10kHz12.5kHz16kHz20kHz25kHz31.5kHz40kHz50kHz1重復性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—聲壓轉換u30.0260.0370.0370.0400.0760.0760.0760.0760.0764啞頭u40.0