信號發生器載波輸出電平示值誤差測量結果的不確定度評定

摘要：文章根據JJG 1059-1999《測量不確定度評定與表示》的不確定度評定原則，介紹了對信號發生器頻率示值誤差測量結果的不確定度評定。

關鍵詞：信號發生器載波輸出電平；測量結果；不確定度；評定

中圖分類號：TM933文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2011）18-0096-01

1概述

①測量依據：JJG173-2003《信號發生器檢定規程》。

②環境條件：環境溫度（20±5）℃，相對濕度（65±15）%。

③測量標準：HP8902A測量接收機，頻率范圍：150 kHz～1 300 MHz，工作電平：150 kHz～650 MHz時，最小工作電平12 mVrms（-25 dBm），最大工作電平7 Vrms(1W峰值)，650～1 300 MHz時，最小工作電平22 mVrms（-20 dBm），最大工作電平7 Vrms(1 W峰值)，最大允許示值誤差±0.1 dB。

④被測對象：標準信號發生器，電平（0～132） dBμ，最大允許示值誤差±1.5 dB。

⑤測量方法：測量信號發生器載波輸出電平是利用HP8902A測量接收機直接讀數出被測信號發生器輸出信號的載波電平，重復測量3次，信號發生器載波輸出電平示值與HP8902A測量接收機讀數的差值的算術平均值即為被測對象的示值誤差。

2數學模型

δ=（Ai-As）dB

式中：δ為被測信號發生器載波輸出電平的示值誤差；Ai為被測信號發生器的載波輸出電平的示值；As為HP8902A測量接收機載波輸出電平讀數的算術平均值。

3標準不確定度分量的評定

3.1輸入Ai的標準不確定度u（Ai）評定

輸入Ai的標準不確定度主要來自被測標準信號發生器載波輸出電平量值的重復性，可以通過連續測量得到測量列，采用A類方法進行評定。

對一臺標準信號發生器，選擇載頻10 MHz時的載波電平132 dBμ，連續測量10次，固定測量接收機載波電平讀數不變（132 dBμ），對被測信號發生器載波輸出電平作重復性測試，得到測量列：

132.4dBμ 132.3dBμ 132.4dBμ 132.5dBμ 132.3dBμ

132.4dBμ 132.5dBμ 132.4dBμ 132.4dBμ 132.3dBμ

Ai=Ai=132.39dBμ，S=0.074%

任選3臺同樣的標準信號發生器，每在10 MHz載波132 dBμ重復條件下連續測量10次，共得3組測量列，每組測量列分別按上述方法，計算單次實驗標準差，如表1所示。

合成樣本標準差：Sp==0.14％（m=2）。

標準差的標準差：S'（Si）==0.40％。

由于S'(Sj)

μ（Ai）===0.080％

3.2輸入量As的標準不確定度u(As)的評定

輸入量As的標準不確定度主要來自測量接收機電平的不確定度，可根據技術說明書給出的示值誤差限來評定。因此，采用B類方法進行評定。技術說明書給出的測量接收機電平測量示值誤差為±0.1 dB，按均勻分布，取包含因子k=，則：μ（As）=a/k=0.1 dB/=0.0577 dB。

4合成標準不確定度的評定

4.1靈敏系數

數學模型：δ=Ai-As

靈敏系數：c1==1，c2==-1

4.2標準不確定度

標準不確定度匯總見表2。

4.3合成標準不確定度的計算

輸入量Ai和AS彼此獨立不相關，所以合成不確定度可按下式得到:

μc（δ）=

==0.099

5擴展不確定度的評定

取k=2，擴展不確定度U=2×0.099dB=0.20dB。

6測量不確定度的報告與表示

標準信號發生器輸出電平132dB點的示值誤差測量結果的相對擴展不確定度為:U=0.20dB，k=2。

參考文獻：

[1] JJF 1059-1999，測量不確定度評定與表示[S].

[2] JJG 173-2003，信號發生器檢定規程[S].