FC881A型晶體振蕩器校準結(jié)果不確定度評定

謝秀飛 張翼飛

摘 要 本文主要介紹了FC881A 型晶體振蕩器測量結(jié)果不確定度評定。

關(guān)鍵詞 晶體振蕩器;校準;測量結(jié)果

晶體振蕩器是頻率計數(shù)器和頻率發(fā)生器的標(biāo)準源，晶體振蕩器的準確性以及穩(wěn)定性是衡量儀器的技術(shù)指標(biāo)高低的重要標(biāo)準。在日常工作期間，儀器要24小時開機，以保持晶體振蕩器的性能。按照JJG180-2002《電子測量儀器內(nèi)石英晶體振蕩器檢定規(guī)程》的要求，對晶體振蕩器的外觀檢查及常規(guī)指標(biāo)測試合格后，重點測量頻率源的輸出，下面我們以10MHz點為例，對FC881A型晶體振蕩器校準結(jié)果進行不確定度評定分析。

按照被檢晶體振蕩器說明書的要求，晶體振蕩器應(yīng)在實驗室溫度21℃，相對濕度：46%的環(huán)境下，提前預(yù)熱1小時，標(biāo)準器采用FLUCK生產(chǎn)的PM6685R的頻率計數(shù)器/校準器[1]。

1數(shù)學(xué)模型

根據(jù)測量結(jié)果，被檢晶體振蕩器的測量結(jié)果示值誤差可以表示為：

式中：

-被校表的頻率輸出。

-頻率計數(shù)器/校準器顯示的頻率值。

-頻率計數(shù)器/校準器的自身條件對測量結(jié)果的影響。

2校準結(jié)果不確定度來源

（1）被檢晶體振蕩器的10次獨立測量數(shù)據(jù)重復(fù)性引入的標(biāo)準不確定度。

（2）標(biāo)準器頻率計數(shù)器/校準器的準確度引入的不確定度。

（3）標(biāo)準器頻率計數(shù)器/校準器的年老化率引入的不確定度。

（4）校準所處環(huán)境的溫度及相對濕度引入的不確定度[2]。

3不確定度評定

3.1 A類不確定度評定

10次獨立測量引入的標(biāo)準不確定度分量

10次獨立校準結(jié)果如下（單位Hz）：

測量結(jié)果的實驗標(biāo)準差：

故：

3.2 B類不確定度評定

（1）標(biāo)準器頻率計數(shù)器/校準器的準確度引入的不確定度

根據(jù)頻率計數(shù)器/校準器的說明書指標(biāo)查得，在10MHz點的準確度為：，

頻率計數(shù)器/校準器的準確度在區(qū)間內(nèi)服從均勻分布，因此取

則

（2）標(biāo)準器頻率計數(shù)器/校準器的年老化率引入的不確定度

根據(jù)頻率計數(shù)器/校準器的說明書得到它的年老化率為：，

頻率發(fā)生器/校準器的設(shè)置誤差在區(qū)間內(nèi)服從均勻分布，因此取

則

（3）校準所處環(huán)境的溫度濕度引入的不確定度

檢定規(guī)程要求環(huán)境溫度在（15～30）℃范圍內(nèi)，環(huán)境相對濕度：不大于80%。本次校準實驗室的環(huán)境溫度21℃，相對濕度：46%，滿足規(guī)程的要求，因此環(huán)境溫度和相對濕度的影響所引起的不確定度可以忽略不計。

（4）不確定度分量匯總

3.3 合成標(biāo)準不確定度

以上不確定度各分量獨立不相關(guān)，按方和根得合成標(biāo)準不確定度：

3.4 擴展不確定度

取包含因子，則擴展不確定度：

根據(jù)數(shù)據(jù)對齊原則，得擴展不確定度。

3.5 測量結(jié)果

被校FC881型晶體振蕩器在10MHz點10次測量的平均值為，因此測量結(jié)果可以表示為：，。

參考文獻

[1] 測量不確定度評定與表示：JJF 1059.1-2012[M].北京：中國質(zhì)檢出版社，2013.

[2] 電子測量儀器內(nèi)石英晶體振蕩器檢定規(guī)程：JJG180-2002[M].北京：中國質(zhì)檢出版社，2002.

作者簡介

謝秀飛（1983-），男，天津人;畢業(yè)院校：鄭州大學(xué)，專業(yè)：電氣工程及其自動化，學(xué)歷：本科，職稱：工程師，現(xiàn)就職單位：海洋石油工程股份有限公司，研究方向：工業(yè)儀表。

張翼飛（1978-），男，天津人;畢業(yè)院校：中國石油大學(xué)（華東），專業(yè)：電氣工程及其自動化，學(xué)歷：本科，職稱：工程師，現(xiàn)就職單位：海洋石油工程股份有限公司，研究方向：工業(yè)儀表。