(海军航空装备计量维修中心)
摘要:对数字多用表标准装置的比对方法、比对的数据处理以及不确定度的计算等方面提出了具体方案,对实验室进行比对工作有借鉴意义。
关键词:比对;数字多用表;标准装置;不确定度;异常值
引言
当需要对具有大致相同准确度等级的不同实验室测量能力进行比较与评定时,采用比对方法是较好的一种选择。数字多用表校准装置是一种比较通用标准装置,用来对数字多用表进行检定校准。多数校准实验室采用的是标准源法检定校准数字多用表,目前多采用FLUKE5500/5720/5700等多功能标准源,并配备FLUKE5725放大器等辅助设备来校准数字多用表。通过对区域内的数字多用表校准装置进行比对:可以确保各实验室间量值准确一致;比较与评定各个校准实验室的技术水平与管理水平;对相关实验室技术能力起到促进作用。技术比对工作,也可以作为校准检定技术机构内核查工作。
1比对
1.1比对的定义:
在规定条件下,对相同准确度等级的同种测量标准或工作测量器具之间的量值进行的比较。通过定义可以看出,比对必须是在一定条件下执行的,参加比对的测量标准或工作器具必须具有相同的准确度等级,比对的方式是对量值进行比较。
1.2数字多用表校准装置比对
数字多用表校准装置一般由多功能标准源主标准器与电流放大器等辅助设备组成。本方案中选取区域内大多数校准实验室都配备的主标准器多功能标准源FLUKE5720A为例,被测件由主持实验室选取一台稳定性能好、便于携带的数字多用表FLUKE8508A作为各个参加比对实验室共同的被测件。比对项目选取数字多用表五项基本功能、量值选取见表1。
表1比对项目与量值点
数字多用表校准装置技术能力比对的类型为量值比对,被测件按照花式或者圆环式顺序在各参加比对实验室间进行传递,花式为被测件由主持实验室做完核查后传递到一个参加比对实验室,然后再次返回主持实验室进行核查,在传递到另一个参比实验室,以此类推,直至全部参比实验室完成比对工作。环式则是被测件在主持实验室做完核查后顺次传递到各参比实验室最后返回主持实验室再次进行核查。被测件由主持实验室派专人进行运送,运送过程按仪器设备运送管理要求进行,被测件到达各参比实验室后,按规定进行放置、预热、检查等工作。各参加比对的实验室需在规定时间、规定条件内完成被测件校准工作,主持实验室将各个实验室校准数据按相应规则处理后对各参比实验室的技术能力进行评价。
比对统一采用标准源法,每个测量点重复测量10次,取10次算术平均值作为参比实验室最终测量值,并计算各单位测量不确定度,出具校准证书。
1.2.1比对环境条件:
参加比对的实验室在比对期间需满足以下环境条件:
环境温度:20℃±1℃;
环境湿度:45%RH~75%RH;
供电电源:220V±2.2V,频率:50Hz±0.5Hz;
周围环境:无影响校准设备及被检设备性能的振动、冲击和电磁场。
人员:持证上岗。
2比对数据处理
2.1比对依据文件:
JJF1587-2016数字多用表校准规范
2.2比对数据处理方法
2.2.1异常值的剔除
则Ad为异常值,予以剔除。式中g值由格拉布斯准则表中查得。
2.2.2比对结果的分析和评价:
2.2.3不确定度分析
不确定度分析应依据JJF1059-99《测量不确定度评定与表示》对每个比对项目进行不确定度分析与评定。以直流电压比对为例,不确定度来源主要考虑以下几个方面因素:
数字多用表测量重复性引入的测量不确定度u3。多功能源输出直流电压10v,在相同的环境下重复测量10次,获得数据如表2
表2
则u3=6.8×10-7v
合成标准不确定度
取k=2,扩展不确定度U=kuc=4.6×10-6v
3结果分析
在比对过程中发现了一些细节问题需要引起大家关注:个别实验室校准检定操作过程不规范,比如:预热时间不够;未选择合适的分辨力;交流测量未选择合适的滤波;在测试电压、电阻前未进行短路调零,测试电流前未进行开路调零等。
通过比对工作可以促进区域内校准检定技术机构提高本单位技术能力与管理水平,促进各技术机构之间加强学习,取长补短,促进校准检定工作规范化,促进区域校准检定技术机构量值准确一致,提高计量保障服务能力具有较好的促进作用。