技術能力比對中數字示波器時基檢定結果異常值的分析

張鴻程

（廣東省江門市質量計量監督檢測所，廣東 江門 529000）

數字示波器技術能力比對中，要對時基檢定結果的異常值進行綜合分析，從而能夠有效地確定相關檢定結構的有效性。本文對數字示波器技術進行了簡單概述，并對數字示波器技術能力進行檢定的必要性進行了探析，介紹了在進行比對數據過程中采用的方法，比如歸一化偏差法的使用等，并結合具體的實驗結果，對時基檢定結果異常值進行綜合分析，減少檢定結果誤差，從而能夠有效完成對數字示波器的檢定，使其能夠更好地完成電子設備的設計和維修工作。

1 數字示波器技術的概述

電力技術的不斷發展徹底改變了人們的生活。因此，保障這些電子設備的正常運轉就變得非常重要。為了能夠更好地完成對電子設備的檢修工作，數字示波器的作用就變得尤為重要。該裝置能夠對交流電或者脈沖電流以波的形式進行顯示，是由電子管放大器、陰極射線管等各部件組合而成的，利用數據采集、A/D轉換等一系列技術制造出來的高性能示波器，一般來講，都能對所測的電學物理量進行初步分析，甚至具備數據存儲等功能，更方便相關工作的順利進行[1]。

2 進行檢定的必要性探析

數字示波器技術對于電子設備的設計以及維修工作都是非常重要的，一個細微的測量誤差，就可能對接下來的工作產生不利影響，因此，為了能夠獲得較為準確的測量數據，對示波器技術進行檢定工作就變得十分必要了。其檢定過程中，主要由主持實驗室制訂相應的傳遞標準，并由各個參比實驗室按照順序進行傳遞，從而使其在規定時間內，完成相應的評定任務。其中，由主持實驗室將評定結果進行統計和分析處理，并綜合評價各個參比實驗室示波器及其能力。并通過歸一化偏差法，完成對計算結果的處理[2]。

3 比對數據過程中采用的方法

3.1 歸一化偏差法的使用

為了能夠對實驗室測量數據進行一定的結果分析，從而能夠有效對結果綜合分析，因此在進行比對的過程中，要根據歸一化偏差法的公式進行計算。其中規定歸一化偏差為En，同時，另外的實驗實驗室的測量結果規定為Aj，其中的j為實驗室的次序，同時Uj的角標j為其中在第j個實驗室中進行的測量結果中的擴展測量不確定度，因此，該公式表示如下：

其中，當En的絕對值小于或者等于1的時候，可以與認定該方法能夠判定實際數值和測量數值的結果保持一致，即符合相關檢定標準，但是如果當En的絕對值大于1的時候，可以認定該方法中，實際數值和測量數值的結果并不能保持一致，其測量結果判斷為離群狀態。

3.2 參考值法和算術平均法

在歸一化偏差法的數據處理過程中，為了能夠獲得良好的數據信息，如式（1）中的As，以及相應的Us等具體數值的確定，其中需要諸城市實驗室根據，兩臺傳遞標準器在4次返回參考實驗室的時候取相應的參考值，根據這些數據確定4次參考檢定指，并完成參考值As以及完成擴展不確定度Us的評定。除此之外，為了能夠獲得較為準確的數據，從而能夠更好地完成相應的數據支撐，在實際的實驗室數據分析過程中，還可以采用算術平均法來確定相應的的數據參考值，從而能夠獲得準確地數據。

4 時基測量值異常分析

4.1 時基測量結果的異常值分析

經過參比實驗室的時基測量之后，對測量值用格拉布斯準則進行判定，并確定異常值的存在。需要將其中的數據誤差進行剔除操作，應對其中存在的一些實驗室數據進行提取，并比對測量數據進行圖表制作，以便能夠直觀地進行分析，從而獲得理想的數據支撐，如表1所示。

表1 參比實驗室數字示波器時基比對數據

4.2 測量結果的來源判定

數字示波器的最大允許誤差為200 ns，其中的測試不確定值為8∶1并獲得測量標準溯源，以此來判斷量傳關系的符合性，并通對兩臺數字示波器記性必要參考值偏離測試，如果在20 ns之內，并排除被測異常，并實現設備連接、阻抗匹配和操作，從而比對被測件的完好性以及操作的正確性。為了能夠對數字示波器校準儀10 ms時標信號技術要求進行判定，需要利用主持實驗室內的頻率計對示波器進行必要的示波器校準儀的10 ms信號進行測試，其中測量值與實際值差距偏小，從而能夠有效判定高示波器校準儀符合10 ms技術要求。

4.3 數據比對分析

當獲得具體數據之后，需要根據各個實驗室的具體檢定數據進行必要的檢定分析，通過列表和制圖的方式獲得相應數據的精準結果，并采用適當的圖表來進行標示，以便于能夠直觀地進行數據比對分析，在這個階段，要求圖表具有一定的參考點，從而能夠獲得準確的參考坐標，并通過本身的一些重要的數據參數獲得良好的比對效果[3]。

4.4 時基測量結果異常值原因分析

在數字示波器校準儀進行10 ms時標信號的分析過程中，其中的一些實驗室的測量結果在-43 ns，該結果由兩部分組成，一部分是被測示波器的時基偏差，另外一部分是示波器校準儀的信號偏差，從這點來看這也是實驗室偏差過大的原因之一，其中的測量值與示波器的10 ms偏差校準儀器有一定的相同之處，基本情況如圖1所示。

圖1 某示波器異常分析

另外，相較于數字示波器的時基測量，如果其中的測量數據超過標準值，對于實驗室進行判定超差，從而給出相應的不合格檢定結論。

4.5 異常值原因判斷和風險評估

經過綜合分析后不難發現其中的異常值產生的原因，但是造成該結果的原因相對復雜，其中包括在主標準儀進行測試的過程中，將10 ms時標信號進行測試的偏差信號代入了測量結果中，使其獲得了疊加效果，因為導致了測量值結果相對偏大。由此可見，在進行實際的檢定過程中，如果檢定結果超差，并且在測量標準溯源結果的時候出現最大允許誤差極限，應當對其中的測量標準差進行適當分析，排除測量標準偏差對其帶來的一些不利影響，再根據實際情況進行綜合判定。因此，在對該技術進行檢定的過程中，如果只依據鑒定結果進行判定，則會在一定程度上使誤判的風險增加，因此，要針對具體的情況進行驗證和分析，確保檢定結果的準確性[4]。

5 總結

總之，在數字示波器技術的能力比對中，要對時基檢定結果進行異常值分析，需要采用歸一化偏差法進行數據的分析處理，從而能夠獲得較為良好的比對方法，并對其數據進行比對分析，獲得對時基測量結果異常值原因判斷風險評估，使數字示波器檢定結果和實際情況相符合，從而使數字示波器的檢定結果符合要求。