频谱分析仪测量不确定度评估资料

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不确定度评估

不确定度评估

测量不确定度评估报告测量不确定度的评估1. 概述测量依据计量标准表1 计量标准器和配套设备被测对象测量方法见检定规程。

2. 分辨力带宽测量结果不确定度的评估2.1. 数学模型1234D D D D D =+++式中:D ——频谱分析仪分辨力带宽误差;1D ——信号发生器频率稳定性引入的误差;2D ——信号发生器频率分辨力引入的误差; 3D ——3dB 衰减器不准引入的误差; 4D ——重复性引入的误差。

2.2. 不确定度传播率44222c11()()i i i i u D u D u ====∑∑式中:灵敏系数/1i i c D D =∂∂=。

2.3. 标准不确定度评定2.3.1. 信号发生器频率稳定性引入的相对标准不确定度信号发生器稳定度为11110-⨯,服从均匀分布,包含因子3=k ,用B 类不确定度评定方法,其标准不确定度6111a u k -==2.3.2. 信号发生器频率分辨力引入的相对标准不确定度分辨力服从均匀分布,包含因子k =用B 类不确定度评定方法,其相对标准不确定度2a u k ==读数分辨力2.3.3. 3dB 不准引入的相对标准不确定度衰减器RSP3dB 衰减值上级量传不确定度为0.025dB U =1.96k =,可认为衰减器衰减值修正后的最大允许误差为±0.025dB 。

该误差引起的频率读数误差服从均匀分布,包含因子k =用B 类不确定度评定方法,其相对标准不确定度3au k==读数误差2.3.4. 重复性引入的相对标准不确定度重复性引入的相对标准不确定度估计为04u ≈。

2.4. 合成标准不确定度 2.4.1. 主要标准不确定度汇总表 30kHz2.4.2. 合成标准不确定度计算以上各项标准不确定度分量是互不相关的,所以合成标准不确定度为:u c =0.17%2.4.3. 扩展标准不确定度计算 取包含因子k =2,则:0.4%c U ku ==。

频谱分析仪测量不确定度评估资料

频谱分析仪测量不确定度评估资料

五十九、频谱分析仪不确定度评估1仪器设备说明被测对象:频谱分析仪,频率:(0.1〜1300)MHz ,电平:(+10〜-127) dBm 2中心频率测量不确定度评定 2.2.1校准方法将待校频谱分析仪与高频信号发生器对接,由高频信号发生器输出信号输入到待校频 谱分析仪进行测量,在待校频谱分析仪上读得相应的示值• 4.2.2校准系统示意图2.2.3数学模型设待校频谱分析仪中心频率示值为 丫,信号发生器输出信号频率为 X ,则两者比较得偏 移量D,待校频谱分析仪中心频率示值误差可表示为:D =Y -X2.2.4不确定度来源分析及不确定度评定在实验室环境下,丫不确定度主要来源于待校频谱分析仪频率的示值测量重复性,分 辨力;X 不确定度主要来源于高稳频率标准的日频率稳定度、 信号发生器的调节细度引入的不确定度等.2.2.4.1由待校件的重复性给出的标准不确定度分量u (Y 1) [A 类不确定度]将被校频谱分析仪扫频宽度置100kHz ,信号发生器输出频率为1000MHz 的正弦 波信号给待校频谱分析仪,并读取其示值,进行10次等精度测量,所得资料如下表 所示.确定度如下表所示:2.242由待校件的分辨力给出的标准不确定度分量u(Y 2)[B 类不确定度]待校件测量1000MHz 频率时的分辨力为0.001MHz ,其区间半宽度值为: 0.0005MHz,假设其在区间内属均匀分布,故:uM) 0.0005/ , 3 MHz=0.00029MHz, 则待校件分辨力引入的标准不确定度评定如下表所示 :2.2.4.3由信号发生器的调细度给出的不确定度分量 u (X 4)[B 类不确定度]信号发生器输出频率为1000MHz 时的输出值为 1000.0000MHz,调细度为0.0001MHz ,在区间的半宽度值为:0.00005,假设其在区间内为均匀分布,故:u (X J =0.00005/、3 =0.000029MHz,则由高频信号发生器的调节细度给出的标 准不确定度如下表所示:2.2.5合成标准不确定度2.2.5.1灵敏系数由数学模型:A =Y-X ;则灵敏系数C i 为:C Y - 1 ;c x -1则待校频谱分析仪与高稳频率标准各分量的灵敏系数可表示为:2.2.6合成标准不确定度的评定n根据方差公式:u :()2 u 2(V i )i 1 V i则 u 2C Y 12 U 2(YJ C Y 22 U 2(Y 2) C X 2 U 2(XJ CX 2 U 2(X 2) C X 2U 2(X 3) 代入各灵敏系数,可简化为:u cu 2(Y 1) u 2(Y 2) u 2(X 1) u 2(X 2) u 2(X 3)1.04*10-3MH Z此,各评定点的合成标准不确定度如下表所示C Y1C Y2C X1C X2 C X 3228标准不确定度汇总表综上所述,各校准点的标准不确定度可汇总如下:2.2.9扩展不确定度评定取置信概率p=95%,k=2,根据扩展不确定度公式U95 2u c,相对扩展不确定度可由扩展不确定度U除以被检频率值得到,由此,评定点的扩展不确定度及其相对扩展不确定度如下表所示:2.2.10测量不确定度的报告与表示:综合以上所述,取置信概率为p=95% ,则频谱分析仪中心频率(1000MHz)测量结果的相对扩展不确定度:U rei =1.9X 10-6, k =23参考电平测量不确定度评估3.1校准方法:将信号发生器的输出信号直接输入到待校频谱分析仪来校准频谱分析仪参考电平的误差•以下分析高频信号发生器和测量接收机校准频谱分析仪参考电平为0dBm时的测量不确定度.3.2校准系统示意图:3.3数学模型:将高频信号发生器的输出信号输入到测量接收机,再将此信号输入到待校频谱分析仪,. 频谱分析仪的参考电平标称值为P,标准仪器的输出实际值为P s,,故参考电平误差P D表示为:P D = P -P s3.4不确定度来源分析及不确定度评定在实验室环境下,P不确定度主要来源于待校频谱分析仪频率的测量重复性;P s不确定度主要来源于测量系统引入的不确定度、高频信号发生器的调节细度引起的不确定度;3.4.1由待校件的重复性给出的标准不确定度分量u(P i )选取基准参考电平和参考电平刻度线后,将频谱分析仪参考电平设为0 dBm,调节高频信号发生器输出电平,使屏幕显示波形波峰稳定在参考电平刻度位置,再将高频信号发生器的输出信号输入到测量接收机,记录测量值,计算参考电平误差,重复10次,进行10次等精度测量,所得资料如下表所示:测量结果取1次读数,根据公式:X i x u(P1)=u x -------------- 彳=0.1654dBm;即0.0380mW,相对1mW 为\ n 11示,由于是调节待校频谱分析仪之波形位置,读取信号发生器标准值,所以待校频谱分析仪读数分辨力所引起的不确定度已包含在复现性条件下所得测量列的分散性中,故不必再分析.3.4.2由测量接收机的校准证书给出的不确定度分量u(m) [B类不确定度]校准证书给出的测量接收机在测量功率电平0 dBm时的不确定度为0.001dB,转化为电平数在0dBm g即0.00023mW相对1mV即卩0.023%由置信概率为95%,则:u(m a)=0.023%/2=0.012%3.4.3由测量接收机测量分辨率引入的不确定度分量u(mO [B类不确定度]测量接收机功率电平测量分辨力为0.01dBm,转化为电平数在0dBn档即0.0023mW, 相对1mV S卩0.23%,属均匀分布,贝Uu(mk)= 0.23% - =0.07%3.4.4由高频信号发生器的调细度引入的不确定度分量u(P s2)[B类不确定度]由于高频信号发生器输出电平时的调细度为0.1dBm,转化为电平数在0dBm档即0.023mW ,相对1mW 即2.3%,在区间内的半宽度值为1.15%,假设其在区间内属评定点(dBm)调细度(dBm)标准不确定度0.10.67%3.5合成标准不确定度的评定 3.5.1灵敏系数由数学模型:YY-X ;则灵敏系数C i 为:C Y -1 ;c x - 1则待校频谱分析仪与高频信号发生器各分量的灵敏系数可表示为:3.5.2合成标准不确定度的评定:n根据方差公式:u :()2 u 2(V i )i 1 V i则 U : C Y 12 U 2(YJ C X 2 U 2(X 1) C X 2 U 2(X :) C X : U :(X 3) 代入各灵敏系数,可简化为:U c..U 2(¥) U 2(X 1) U 2(X 2) U 2(X 3)0.0312 由此,各评定点的合成标准不确定度如下表所示评定点(dBm)合成标准不确定度0.03123.6标准不确定度汇总表综合以上所述,可将各标准不确定度分项源概括如下表标准不确定度一览表标准不确定度分量不确定度来源 标准不确定度值(%)C i C i u(X i ) u(t 1)测量重复性 3.80 1 3.80 u(t 2 ) 信号发生器的调节 细度 0.67 -1 0.67 u(m a ) 证书不确定度 0.012 -1 0.012 u(m 2)测量分辨力0.07-10.07合成标准不确定度U c =3.86%3.7扩展不确定度评定:取置信概率p=95%,k=2,根据扩展不确定度公式U 95 2u c ,相对扩展不确定度可由扩展 不确定度U 95除以各评定值得到,转换成dB 表示.由此,评定点的扩展不确定度如下 表所示:均匀分布,则: 如下表所示:u (P s 沪 “5% 3 0.67% ;则由E4421B 的调细度引入的不确定度 C X1 C X 2C X33.8测量不确定度的报告与表示:综合以上所述,取置信概率为p=95% ,则频谱分析仪参考电平(0 dB)测量结果的扩展不确定度:U =0.34dBm k = 2。

谱仪不确定度分析

谱仪不确定度分析

不确定度分析a.在塑料壶中的蒸发损失。

在取样操作时,均使用小塑料瓶(称量瓶),由于瓶口和塑料聚乙烯分子间隙会使水分子蒸发而造成浓度增大.操作20min溶液损失率为万分之二.这项损失对标准溶液的活度值基本上无影响。

b.用锗γ谱仪测量体源放射性核素活度的不确定度因素包括峰净面积的测量不确定度、活时钟的不确定度、全能峰效率的不确定度、γ发射几率的不确定度、衰变修正不确定度、堆积损失(修正)不确定度和符合相加修正不确定度。

活时钟的不确定度很小,一般可以忽略。

b.1 峰净面积的测量不确定度峰净面积的测量不确定度又包括下面的因素:(1)计数统计不确定度;(2)仪器稳定性;(3)源位置不一致;(4)峰分析方法;(5)堆积损失;(6)符合相加。

如果堆积损失和符合相加已经进行修正,则考虑其修正因子的不确定度。

峰净面积计数的统计不确定度由谱分析程序给出,一般控制测量时间使之保持在0.2%以下。

仪器稳定性、源位置不一致和峰分析方法带来的不确定度通过实验测定。

仪器稳定性的测量结果为0.13%。

源轴向位置不一致的不确定度贡献为0.05%。

横向位置的不确定度贡献为0.034%。

实验得到,当峰下连续谱基底为峰面积一倍时(实际测量中,大多数情况下都在这个范围内),峰净面积的变化为0.3%。

由此估计峰分析方法引起的不确定度为0.1%。

b.2 堆积损失实验测得,在通常测量的计数范围内,总计数率增加1×103s-1以内,不对堆积损失进行修正,或者当总计数率大于1×103s-1时对堆积损失进行修正,其不确定度贡献均为0.0.7%。

b.3 符合相加修正符合相加修正因子的不确定度可以根据文献[4]的公式计算。

我们取符合相加修正因子的不确定度为0.05%。

b.4 γ发射几率γ发射几率的不确定度从文献中查得。

对通常测量的30多种核素,u p从0.01%到1.11%(241Am)。

b.5 衰变校正衰变校正因子的不确定度可以根据文献给出的半衰期的不确定度,从衰变校正公式通过不确定度传递计算得到。

频谱分析仪检定的测量不确定度分析

频谱分析仪检定的测量不确定度分析

1 引 言
频谱分析仪是一种带有显示装置的超外差接收 设备 , 由预选器、 扫频本振、 混频、 中放 、 滤波 、 检波 、 放大、 显示等部分组成 , 具有灵敏度高 、 频带宽、 动态 范 围大等 特点 ,可方便 地获得 时域 测 量 中不 易得 到 的独特信息 , 如频谱纯度、 信号失真 、 寄生、 交调 、 噪 声边带等各种参数 , 可广泛应用于微波通信 、 雷达、 导航 、 电子对抗 、 卫星地面站 、 空间技术 、 频率管理、 信号监 测 、MI E 诊断 、 MC测量 等 方 面 ,是科 研 、 E 生 产、 测试 、 试验、 计量等部门的必备仪器。 随着频谱分 析仪用户的增多 ,对频谱分析仪开展检定也成为计
As te e a e ma y v r c t n i ms h u h r a s se e me s r me t u c r i t f t e f q e c e d u n h r r n ei a o t i f i e ,t e a to s e s d t a u e n d h a h e i p t at n a o w th n u n e v r c t n o e s e t m n l z r n u t u trs i ig d r g t ei a o ft p cr e c i h i f i h u a ay e .To t k e v r c t n o 5 3 a e t e i a o f HP 8 6 E a h i f i s al e a l,t e a t o n y e s me fc o s t a n u n e t e me u e n u c r i t n a ay e e a n l x mpe h u r a a z d o a tr h t i f e c a r me t n e t n y a d n l z d t d t i h l l h s a h a d t i a rv d e p fr v r c t n o e s c r m a ay e . e l a .h C n p o i e h l o e f ai f t p t n z r i i o h e u l Ke r s p c m n y e ; V r c t n; Un e ti t F e u n y r a o t I p t at n ao w th n y wo d :S e  ̄ aa zr l ei a o i f i c r ny; r q e c e d u ; n u t u tr s c i g a e i

谱仪不确定度分析

谱仪不确定度分析

不确定度分析a.在塑料壶中的蒸发损失。

在取样操作时,均使用小塑料瓶(称量瓶),由于瓶口和塑料聚乙烯分子间隙会使水分子蒸发而造成浓度增大.操作20min溶液损失率为万分之二.这项损失对标准溶液的活度值基本上无影响。

b.用锗γ谱仪测量体源放射性核素活度的不确定度因素包括峰净面积的测量不确定度、活时钟的不确定度、全能峰效率的不确定度、γ发射几率的不确定度、衰变修正不确定度、堆积损失(修正)不确定度和符合相加修正不确定度。

活时钟的不确定度很小,一般可以忽略。

b.1 峰净面积的测量不确定度峰净面积的测量不确定度又包括下面的因素:(1)计数统计不确定度;(2)仪器稳定性;(3)源位置不一致;(4)峰分析方法;(5)堆积损失;(6)符合相加。

如果堆积损失和符合相加已经进行修正,则考虑其修正因子的不确定度。

峰净面积计数的统计不确定度由谱分析程序给出,一般控制测量时间使之保持在0.2%以下。

仪器稳定性、源位置不一致和峰分析方法带来的不确定度通过实验测定。

仪器稳定性的测量结果为0.13%。

源轴向位置不一致的不确定度贡献为0.05%。

横向位置的不确定度贡献为0.034%。

实验得到,当峰下连续谱基底为峰面积一倍时(实际测量中,大多数情况下都在这个范围内),峰净面积的变化为0.3%。

由此估计峰分析方法引起的不确定度为0.1%。

b.2 堆积损失实验测得,在通常测量的计数范围内,总计数率增加1×103s-1以内,不对堆积损失进行修正,或者当总计数率大于1×103s-1时对堆积损失进行修正,其不确定度贡献均为0.0.7%。

b.3 符合相加修正符合相加修正因子的不确定度可以根据文献[4]的公式计算。

我们取符合相加修正因子的不确定度为0.05%。

b.4 γ发射几率γ发射几率的不确定度从文献中查得。

对通常测量的30多种核素,u p从0.01%到1.11%(241Am)。

b.5 衰变校正衰变校正因子的不确定度可以根据文献给出的半衰期的不确定度,从衰变校正公式通过不确定度传递计算得到。

频谱分析仪输入电平测量不确定度评定

频谱分析仪输入电平测量不确定度评定
2 0 1 3年 弟 4别
文章编号 : 1 0 0 5 - 3 3 8 7 ( 2 0 1 3 ) 0 4 - 0 0 3 6 — 3 7
频谱分析仪输入 电平测 量不确定 度评定
李 国强 郭 峻
3 0 0 2 1 0 )
( 天津 市 电子仪 表实验所 , 天津

要: 本文通过对 E 4 4 4 5 A频谱分析仪输入 电平测量结果 的不确定 度 的计算 和分析 , 介绍 了对频谱分 析仪测量 结果 的
式中, D , 为被校示值 n次测量的算术平均值 , d B m; D为被校频谱仪电平值测量结果, d B m 。
多品牌的频谱分析仪根据其使用范围或途 , 已经形 成 了系列 产 品 , 其辅 助功 能和 软件工 具差 异也很 大 。
3 输入 电平测量不确定度的分析
根据 J J G 5 0 1 - 2 0 0 0 ( 频谱分析仪检定规程》 , 按 照图 1 所示的测量方法, 频谱分析仪输入电平测量 结 果 的不确定 度 主要 有 : 1 ) 在频谱分析仪 的各个规定测量点上 , 需要在 重复性条件下进行多次测量 , 其数据具有离散性 , 因 而引入标准不确定度 , 也可称为 A类不确定度。 对 A类不确定度以外的其他不确定分量 , 归结 为 B类不确定度 , 主要包括 : 2 ) 由标准信号源 电平输出最大允差引人的不 确定度 分量 3 ) 由频谱分析仪的实际校准结果 , 参考电平 的
值 和实验 标准 差 , 由式 ( 3 ) 求 出各 点 A 类 不 确 定 度 数值 ( 见表 2 ) 。
测量值
平测量数据 ( 见表 1 ) , 由式 ( 1 ) 和式( 2 ) 计算 出平均
表1
频率 ( G H z )

频谱分析仪测量结果的不确定度评定

频谱分析仪测量结果的不确定度评定

频谱分析仪测量结果的不确定度评定摘要:按照JJF1396-2013《频谱分析仪校准规范》的内容,频谱仪处于正常的工作状态,采用标准信号源通过低通滤波器接收到频谱仪的输入端。

信号源的输入信号频率为f0,被测频谱仪测量的频率分别为f0、2f0的信号源输出电平为L1和L2,被测频谱仪的二次谐波失真计算为SHD=L2-L1。

在具体测量的时候,将L1设置为参考电平则读取数据X,X=L2-L1。

本文针对频谱仪测量电平时候的不确定度分析方法进行分析,考虑到各种标准不确定度的分量,给出相应的计算公式和计算方法、完整评估过程、不确定度的相关数据等。

关键词:频谱分析仪;测量结果;不确定度;评估方法频谱分析仪作为分析信号领域特点的仪器,可以将频域输入信号的频谱特点,通过各个频域对信号失真、调制度、频谱纯度以及频率稳定性等参数进行测量,频谱分析仪的校准参数有很多,归纳起来的基本量为:频率和幅度;本报告选择绝对幅度以及频率技术等。

计量标准见表1。

采用直接测量法,将频谱分析仪MS2668C作为对象,由于测量环境符合校准规范要求,由环境条件引入的不确定度分量可以忽略,不确定度的各分量相互没有关系,合成不确定度采用方和根方法来进行合成处理。

表1 计量标准表[1]名称型号测量不确定度或标准等级功率计N1911A准确度为±0.8%功率敏感器N1921A不确定度为2~3%计数器53181A时基老化率为5×10-10信号发生器SMR40时基老化率为1×10-7一、不确定度模型和误差来源的分析(一)校准系统分析构成频谱分析仪校准装置的标准以及配套设施包括:AgilentE8267D矢量信号源、AgilentE4438C矢量信号源、Agilent33250任意波产生器、AgilentN9912A功率计、AgilentE9304A功率探头;AgilentN5242A矢量网格分析仪以及两个开关和调整组合可以完成频率范围在10~26.5GHz频谱分析仪的监测。

频谱仪频率测量不确定度的评定

频谱仪频率测量不确定度的评定

中不易得到的独特信息,如频 谱纯度、信号失真 、寄生、三阶交调、相
由于各分量 之间彼 此独立不 相关 ,所 以合成 标准不 确定度 UC
位噪声等各 种参数 、频 谱分析仪 是科研、生产、试验、计 量等必备 的
仪表,随着频谱分析仪 的广泛应用,开展对频谱 分析仪 的检 定是计 量
Uc
部门的重要工作 之一 ,确保在科 研、生产中使用的频谱 分析仪 是合格
4.降低 频漕 仪测 量不 确定 度帕 方法
择 频 率进 行 测 量 不 确 定 度 的 评 定 。
对频谱分析仪进行校准,一 般频谱仪都具备内部 校准信号,在测
3.频 率测 量不确 定 度 的评定
量前,开机 预热 30分钟 后可对仪器 内部 参数进 行校准,提 高测量的
5.1 测 量 方 法 选择 E8267D信号源作为被测对 象,E4440A频谱 分析仪作为测 试仪 。将信号源 的输出端与频谱分析仪 的输入端 用射 频电缆 连接,信 号源的频率为标称值,频谱分析仪的频率读数为测量值。
育 论 坛
频 谱仪频率测量不确定度的评定
邹宇 甘文刚 贵州航 天电子科技有限公司
擅要ห้องสมุดไป่ตู้:准确 有效地评定出频谱仪的测量不确定I陛,对评价测量结果和分析测量不确定度具有重要作用。本文主要介 绍 E4440A频谱分析仪在 频 率测 量 过程 中,对 影响 测量 结 果 的 因素 进行 分 析,评定 出测量 结 果 的不 确 定度 。
9.999999341、9.999999345、9.999999348、9.999999352、9.999999356、 9.999999362、9.999999358、9.999999378、9.999999398、9.999999411。
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五十九、频谱分析仪不确定度评估
1 仪器设备说明
被测对象:频谱分析仪,频率:(0.1~1300)MHz ,电平:(+10~-127)dBm 2 中心频率测量不确定度评定 2.2.1校准方法
将待校频谱分析仪与高频信号发生器对接,由高频信号发生器输出信号输入到待校频
谱分析仪进行测量,在待校频谱分析仪上读得相应的示值. 4.2.2校准系统示意图
2.2.3数学模型
设待校频谱分析仪中心频率示值为Y , 信号发生器输出信号频率为X ,则两者比较得偏移量D,待校频谱分析仪中心频率示值误差可表示为:
D =Y -X
2.2.4
不确定度来源分析及不确定度评定
在实验室环境下,Y 不确定度主要来源于待校频谱分析仪频率的示值测量重复性,分
辨力;X 不确定度主要来源于高稳频率标准的日频率稳定度、信号发生器的调节细度引入的不确定度等.
2.2.4.1 由待校件的重复性给出的标准不确定度分量u (Y 1) [A 类不确定度]
将被校频谱分析仪扫频宽度置100kHz ,信号发生器输出频率为1000MHz 的正弦波信号给待校频谱分析仪,并读取其示值,进行10次等精度测量,所得资料如下表所示.
由计算公式: ()()
9
)(10
1
2
1∑=-==i x x x
u Y u ,计算各测量值的重复性引入的标准不
确定度如下表所示:
2.2.4.2 由待校件的分辨力给出的标准不确定度分量u (Y 2) [B 类不确定度]
待校件测量1000MHz 频率时的分辨力为0.001MHz ,其区间半宽度值为:
0.0005MHz ,假设其在区间内属均匀分布,故:3/0005.0)(2=Y u MHz=0.00029MHz, 则待校件分辨力引入的标准不确定度评定如下表所示:
2.2.4.3由信号发生器的调细度给出的不确定度分量u )(4X [B 类不确定度]
信号发生器输出频率为1000MHz 时的输出值为1000.0000MHz ,调细度为
0.0001MHz ,在区间的半宽度值为:0.00005,假设其在区间内为均匀分布, 故:u )(4X =0.00005/3=0.000029MHz,则由高频信号发生器的调节细度给出的标准不确定度如下表所示:
2.2.5 合成标准不确定度
2.2.5.1 灵敏系数
由数学模型: Δ=Y-X ;则灵敏系数c i 为: 1=∂∆∂=
Y
c Y ; 1-=∂∆
∂=X c X
则待校频谱分析仪与高稳频率标准各分量的灵敏系数可表示为:
121=∂∆∂=
=Y c c Y Y ; 1321-=∂∆
∂===X
c c c X X X 2.2.6 合成标准不确定度的评定:
根据方差公式:

=⋅∂∆∂=
n
i i i
c
V u V u 1
2
22
)()(
则)()()()()(322222122222212212X u c X u c X u c Y u c Y u c u X X X Y Y c ⋅+⋅+⋅+⋅+⋅= 代入各灵敏系数,可简化为:
)()()()()(3222122212
X u X u X u Y u Y u u c ++++=≈1.04*10-3MHz
此,各评定点的合成标准不确定度如下表所示::
2.2.8 标准不确定度汇总表
综上所述,各校准点的标准不确定度可汇总如下:
1000MHz 标准不确定度汇总表
2.2.9 扩展不确定度评定
取置信概率p=95%,k =2,根据扩展不确定度公式c u U 295 ,相对扩展不确定度可由扩展不确定度U 除以被检频率值得到,由此,评定点的扩展不确定度及其相对扩展不确定度如下表所示:
2.2.10 测量不确定度的报告与表示:综合以上所述,取置信概率为p=95% , 则频谱分析仪中心频率(1000MHz)测量结果的相对扩展不确定度: U rel =1.9×10-6, k =2
3 参考电平测量不确定度评估 3.1 校准方法:
将信号发生器的输出信号直接输入到待校频谱分析仪来校准频谱分析仪参考电平的误差.以下分析高频信号发生器和测量接收机校准频谱分析仪参考电平为0dBm 时的测量不确定度. 3.2 校准系统示意图:
3.3 数学模型:
将高频信号发生器的输出信号输入到测量接收机,再将此信号输入到待校频谱分析仪,. 频谱分析仪的参考电平标称值为P ,标准仪器的输出实际值为P S ,,故参考电平误差D P 表示为:
P D =P –P S 3.4不确定度来源分析及不确定度评定
在实验室环境下,P 不确定度主要来源于待校频谱分析仪频率的测量重复性;P s 不确定度主要来源于测量系统引入的不确定度、高频信号发生器的调节细度引起的不确定度; 3.4.1由待校件的重复性给出的标准不确定度分量u (P 1)
选取基准参考电平和参考电平刻度线后,将频谱分析仪参考电平设为0 dBm ,调节高频信号发生器输出电平,使屏幕显示波形波峰稳定在参考电平刻度位置,再
将高频信号发生器的输出信号输入到测量接收机,记录测量值,计算参考电平误差,重复10次,进行10次等精度测量,所得资料如下表所示:
u (P 1)=()(
)
1
10
1
2
--=
∑=n x x x u i i =0.1654dBm ;即0.0380mW ,相对1mW 为
3.80%,因此u(t 1)=3.80%,计算各测量值的重复性引入的标准不确定度如下表所由于是调节待校频谱分析仪之波形位置,读取信号发生器标准值,所以待校频谱分
析仪读数分辨力所引起的不确定度已包含在复现性条件下所得测量列的分散性中,故不必再分析.
3.4.2由测量接收机的校准证书给出的不确定度分量u(m 3) [B 类不确定度]
校准证书给出的测量接收机在测量功率电平0 dBm 时的不确定度为0.001dB,转化为电
平数在0dBm 档即0.00023mW,相对1mW 即0.023%由置信概率为95%,则:
u(m 3)=0.023%/2=0.012%
3.4.3由测量接收机测量分辨率引入的不确定度分量u(m 4) [B 类不确定度]
测量接收机功率电平测量分辨力为0.01dBm,转化为电平数在0dBm 档即0.0023mW,相对1mW 即0.23%,属均匀分布,则
u(m 4)=3
2%
23.0=0.07%
3.4.4由高频信号发生器的调细度引入的不确定度分量 u (P s2) [B 类不确定度]
由于高频信号发生器输出电平时的调细度为0.1dBm ,转化为电平数在0dBm 档即
0.023mW ,相对1mW 即2.3%,在区间内的半宽度值为1.15%,假设其在区间内属
均匀分布,则:u (P s2)=%67.03
%15.1=;则由E4421B 的调细度引入的不确定度如下表所示:
3.5 合成标准不确定度的评定 3.5.1 灵敏系数
由数学模型: Δ=Y-X ;则灵敏系数c i 为:
1=∂∆∂=
Y
c Y ; 1-=∂∆
∂=X c X
则待校频谱分析仪与高频信号发生器各分量的灵敏系数可表示为:
11=∂∆
∂=
Y
c Y ; 1321-=∂∆∂===X c c c X X X 3.5.2 合成标准不确定度的评定:
根据方差公式:

=⋅∂∆∂=
n
i i i
c
V u V u 1
2
22
)()(
则)()()()(32222212212212
X u c X u c X u c Y u c u X X X Y c
⋅+⋅+⋅+⋅= 代入各灵敏系数,可简化为:
)()()()(32221212X u X u X u Y u
u c +++=≈0.0312
由此,各评定点的合成标准不确定度如下表所示:
3.6 标准不确定度汇总表
综合以上所述,可将各标准不确定度分项源概括如下表
标准不确定度一览表
3.7 扩展不确定度评定:
取置信概率p=95%,k =2,根据扩展不确定度公式c u U 295=,相对扩展不确定度可由扩展不确定度U 95除以各评定值得到,转换成dB 表示.由此,评定点的扩展不确定度如下表所示:
3.8 测量不确定度的报告与表示:
综合以上所述,取置信概率为p=95% , 则频谱分析仪参考电平(0 dB)测量结果的扩展不确定度: U =0.34dBm k = 2。

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