[直流双臂电桥的测量不确定度] 双臂电桥不确定度
摘要本文依据JJF1033-2001《计量标准考核规范》，分析了用整体检定测量法检定直流双臂电桥时的测量不确定度的来源，求出各分量的标准不确定度以及该检定装置的相对扩展不确定度。
关键词直流双臂电桥 不确定度 自由度 评定
Uncertainty in measurement of an arm ofirect Current Electricity Bridge
LIU Mei-feng,BAO Qing
(Shaoguan Smelter,Shaoguan 512024,Guangdong)
AbstractAccording to JJF1033-2001caclulate the standard investigates the norm, this paper analyses the source of the uncertainty in measurement when using the method of the whole verification measure to examinate an arm of direct current electricity bridge .It calculates one each weight of the standard uncertainty and the related expanded in the verification device.
Key wordsan arm of Direct Current Electricity Bridge; uncertainty; digress of fredom; valuation
一、前言
直流双臂电桥计量性能状态的好坏，尤其是其测量不确定度的品质，直接影响到我厂多台测量仪器的测量准确性。传统的测量不确定度的计算方法，只能比较模糊的知道测量不确定度的范围，不能精确的体现计量特性。直流电桥检定装置主要由标准电阻箱、检流计、稳压源组成，该装置经上级考核和检定后，进行了重复性和稳定性实验，并对不确定度进行了评定验证。目前，该装置已对直流双臂电桥开展了周期性检定工作。
二、测量方法概述
依据JJG125-2004《直流电桥》检定规程，采用整体检定法，即在规定的标准条件下，用标准电阻箱ZX71做标准，调节标准电阻箱ZX71测量盘，使指零仪指零，最后从标准电阻箱上读取被测直流双臂电桥的实际值。被测直流双臂电桥的示值减去标准电阻箱测得的实际值可得被测直流双臂电桥的示值误差。我们开展的是0.1级直流双臂电桥的检定，要求标准电阻箱ZX71的级别为0.02级。（被检直流电桥的级别为0.01级0.02级0.05级0.1级0.2级0.5级1级2级，检定规程规定标准器的级别至少比被检电桥的级别高两级）。如符合上述测量方法及标准器和被检直流双臂电桥，一般可直接使用本不确定度的评定结果。
三、数学模型
△r=r-rn
式中：△r―被测直流双臂电桥的示值误差
r―被测直流双臂电桥的示值
rn―标准电阻箱的示值
四、标准不确定度来源分析
(1)标准不确定度u(r)：在实际工作中我们经常会发现，无论怎样控制环境条件以及各类对测量结果可能产生影响的因素， 而最终的结果总会存在一定的分散性，即多次测得的结果并不完全相等，具有不重复性，这种现象是一种客观存在，是随机效应造成的。由被测直流双电桥的测量不重复性引起的标准不确定度，可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法评定。
(2)标准不确定度u(rn)：标准电阻箱本身具有的计量特性将会给带来一定的误差，这决定了它将影响到测量结果，从而影响到标准不确定度。由标准电阻箱ZX71的误差引起的标准不确定度，可根据标准电阻箱的技术要求评定，采用B类方法评定。
(3)标准不确定度u(I)：检流计的灵敏度存在一定的局限性，即检流计的输入信号在一个已知区间内变动，却给出同样的示值，这种局限性同样会影响测量结果。由检流计AZ19的灵敏度引起的标准不确定度，可根据检流计的有关技术资料评定，采用B类方法评定。
(4)标准不确定度u(U)：测量线路中的工作电源的不稳定性、该检定装置本身具有的残余电势和开关电阻将影响到测量结果，从而影响到标准不确定度。由检定装置稳压源、残余电势、开关电阻引起的标准不确定度，可根据所考察的检定装置的稳定性及附加的电势和电阻来评定，采用B类方法评定。
五、标准不确定度分量评定
(1)测量结果的不重复性引入的不确定度u(r)的评定
取三台QJ44型0.1级直流双臂电桥，在×1测量盘的第11点重复测量10次。每次测量时要在规定的标准条件下，而且充分旋转各测量盘后再进行测量，最后得到测量列，见表1。
将三台直流双臂电桥的测量结果分别取平均值：
八、测量不确定度的报告
检定0.1级直流双臂电桥时相对扩展不确定度为：
Ucrel(△r)=0.029%
根据评定结果，该检定装置在测量范围内最大的扩展不确定度（即总不确定度）小于被检表允许误差限的1／3，满足规程JJG-125-2004《直流电桥》对0.1级直流双电桥的要求。
九、结束语
本文采用的测量不确定度评定与表示方法，是采用目前国际通行的观点与方法，用统一的准则对测量结果进行评定和表示，能够精确的反映检定装置的不确定度，这种对测量结果的处理与表示直观明确，易于理解，能够对检定计量工作更好的溯源。
参考文献
[1] 赵若江，马林聪，马彦冰等.现代企业计量工作指导手册[M].北京：中国标准出版社，2003
[2] 蒋和平，薛润秋，郑春蓉等.常用测量不确定度评定方法及应用实例[M].北京：中国计量出版社，2001
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