用数字电压表检定便携式直流电位差计示值误差的测量不确定度

　　一、检定方法

　　1.选择标准数字电压表

　　常用的便携式电位差计一般为低电势型, 测量范围为mV级, 准确度等级≤0.05级, 根据JJG123- 2004对标准设备的要求, 选用的直流电位差计(DVM) 准确度等级应≥0.01级, 并且应具有与被检电位差计相应的量程, 另外还需考虑DVM的输入阻抗及零电流对测量准确性的影响, 要选用具有高输入阻抗及微小零电流的DVM。例如可以选用34420A型DVM, 612位, 其准确度为0.002～0.01, 具有1mV、10mV、100mV及1V量程等, 输入阻抗>10GΩ, 零电流<5×10-11A。

　　2.检定方法

　　将DVM与被检电位差计对接, DVM加电2h, 按需选好量程, 依照检定规程的步骤将电位差计各测量盘的示值基本误差、变差等采用直接测量法进行检定, 设UN为DVM的读数, Ux为被检电位差计各测量盘示值, 则UN=Ux。

　　二、测量不确定度的分析与计算

　　1.数学模型

　　设被检电位差计的示值为Ux、DVM的读数为UN, 则被检电位差计的示值误差可表示为:

　　2.方差

　　3.测量不确定度的评定

　　以34420A型DVM的100mV量程检定0.05级的UJ33a型直流电位差计第一盘(20×10mV) 第一点(10mV)为例,对电位差计示值误差的测量不确定度的各个分量进行分析和计算。

　　(1)被检电位差计示值误差的不确定度u(Ux)

　　①测量的重复性引入的标准不确定度u(Ux1)用34420A型DVM对UJ33a进行10次独立测量, 读得10个显示值Ui, 其测量结果见表1。

　　则其最佳估计值U为Ui的平均值: U=U=1n(10i=1∑Ui)=110(10i=1∑Ui)=10.00082mV

　　用贝塞尔公式可算得Ui的单次的实验标准差为

　　②被检电位差计工作电流的稳定性引入的标准不确定度u(U})

　　测量l OmV示值时.用检定规程中允许基本误差公式算得其绝对误差为}.O 1mV,汽流电源工作电流的相对变化所引起的址大允许误差为』.O1mV x(1/10)=}.OO1mV=+} uV,属均匀分布.覆盖因子k=V了.取'I'-宽.a=1 uV.则

　　③被检电位差计开关的热电势引入的标准小确定度u(U})

　　电压回路开关热电势变化所引起的最大允许误差为』.O1mV}1/10)=}.OO1mV=+} uV,属均匀分布.覆盖囚子k=V了.取半宽. a=1 uV.则

　　④被检电位差计接触电阻变差引入的标准小确定度u ( Uxa)

　　电流回路内接触电阻变差所引起的最大允许误差为』.O1mV}1/10)=}.OO1mV=+} uV,属均匀分布.覆盖囚子k=V了.取半宽. a=1 uV.则

　　⑤u(UxJ .u(U}) .u(U}) .u(Uxa)合成的标准小确定度u(Ux)

　　( 2)标准DVMI}}J测量小确定度u ( U,})

　　①DVM示值极限误差引入的小确定度分量u(珠i)