電容示值測量結(jié)果的不確定度評定

陳新運（廣州廣電計量檢測無錫有限公司合肥分公司，安徽　合肥　230031）

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電容示值測量結(jié)果的不確定度評定

陳新運
（廣州廣電計量檢測無錫有限公司合肥分公司，安徽合肥230031）

本次測量1 000pF和10pF電容值，依據(jù)JJG183-1992標準電容器檢定規(guī)程的要求，采用直接測量法對參加本次電容測量審核計劃的樣品（電容器型號為GenRad 1404-A、1404-C，編號分別為D2-07521129、D2-08471161）的測量結(jié)果進行不確定度評定。

電容值；測量；不確定度

1　數(shù)學模型

待校電容的示值誤差?C可表示為：

?C=Cx-Cy（1）

式（1）中：Cx為電容箱的電容示值，pF；Cy為標準LCR數(shù)字電橋電容的測量值，pF。

2　方差及靈敏系數(shù)

3　1 000pF電容值的測量結(jié)果不確定度估算

3.1計量標準器引入的標準不確定度

3.1.1計量標準器LCR數(shù)字電橋1693的測量誤差引入的標準不確定度u1（Cy1）。在測量過程中引用了上級檢定證書給出數(shù)字電橋1693在1 000pF的示值數(shù)據(jù)進行修正，由LCR數(shù)字電橋1693的檢定證書得知其示值的擴展不確定度U=0.01%，k=2，則由標準器測量誤差引入的不確定分量為：u1（Cy1）=1 000×0.01%/2=0.05pF。

3.1.2計量標準器LCR數(shù)字電橋1693的年不穩(wěn)定性引入的標準不確定度u1（Cy1）。根據(jù)往年的上級檢定證書得出數(shù)字電橋1693在1 000pF的示值數(shù)據(jù)的年不穩(wěn)定性為±0.01%，誤差概率服從均勻分布，k=，則由標準器測量誤差引入的不確定分量為：u1（Cy2）=1 000×0.01%/≈0.06pF。

3.1.3分辨率引入標準不確定度u1（Cy2）。LCR數(shù)字電橋1693測量1 000pF電容時分辨率為0.10pF，區(qū)間半寬為0.05pF，覆蓋因子為k=，則由標準器分辨率引入的不確定度分量為：u1（Cy3）=0.05/≈0.03pF。

3.2測量重復(fù)性引入的標準不確定度u1（Cx）

用A類標準不確定度評定，重復(fù)測量10次，所得數(shù)據(jù)如表1所示。

表1　1000pF電容值測量結(jié)果

3.3合成標準不確定度

3.4擴展不確定度

各主要分量均可視為正態(tài)分布，當包含概率95%時，包含因子k=2，則：

4　10pF電容值的測量結(jié)果不確定度估算

4.1計量標準器引入的標準不確定度

4.1.1計量標準器LCR數(shù)字電橋1693的測量誤差引入的標準不確定度u2（Cy1）。根據(jù)數(shù)字電橋1693的說明書得知在10pF示值的最大允許誤差為±0.05%，誤差概率服從均勻分布，k=，則由標準器測量誤差引入的不確定分量為：u2（Cy2）=1 000×0.05%/≈0.002 9pF。

4.1.2分辨率引入標準不確定度u1（Cy2）。LCR數(shù)字電橋1693測量10pF電容時分辨率為0.001pF，區(qū)間半寬為0.005pF，覆蓋因子為k=，則由標準器分辨率引入的不確定度分量為：u1（Cy2）=0.005/≈0.000 3pF。

4.2測量重復(fù)性引入的標準不確定u1（Cx）

用A類標準不確定度評定，重復(fù)測量10次，所得數(shù)據(jù)如表3所示。

表3　10pF電容值測量結(jié)果

4.3合成標準不確定度

4.4擴展不確定度

各主要分量均可視為正態(tài)分布，當包含概率95%時，包含因子k=2，則：U2=k×uc2（ΔC）=2×0.003=0.006pF。

樣品到達實驗室后，在恒溫條件（20±5）℃下放置24h以后進行測量。影響測量結(jié)果的因素有被校電容不穩(wěn)定性、標準裝置測量誤差、標準裝置的不穩(wěn)定性、標準裝置分辨率等；環(huán)境條件（溫度、濕度、電磁場）的變化等，這些因素都將對測量結(jié)果貢獻不確定度分量。根據(jù)分析，其中標準裝置測量誤差、標準裝置的不穩(wěn)定性、標準裝置的分辨率和測量結(jié)果不穩(wěn)定是測量不確定度的主要來源，其他因素的影響可以忽略不計［1，2］。

［1］錢斌.1000pF電容器示值誤差測量不確定度評定［J］.工業(yè)計量，2013（3）：57-58.

［2］王克強，趙燕坤.高壓標準電容器示值誤差的測量不確定度評定［J］.華北電力技術(shù)，2004（10）：4-6.

Capacitance Uncertainty Evaluation of Measuring Results of Indication

Chen Xinyun
（Guangzhou Radio and Television Measurement and Detection Wuxi Co.Ltd.Hefei Branch，Hefei Anhui 230031）

This measure 1 000 pF and 10 pF capacitance value，according to the JJG183-1992 standard capacitor code requirements，the uncertainty evaluation of the measurement results of the sample（capacitor type GenRad 1404-A，1404-C，numbered D2-07521129 and D2-08471161 respectively）which participated in the capacitance measurement audit plan was carried out by using the direct measurement method.

capacitance value；measurement；uncertainty

TM53

A

1003-5168（2016）04-0132-02

2016-03-19

陳新運（1984-），男，本科，助理工程師，研究方向：計量檢測。