示波器测量脉冲信号测量结果的不确定度分析与评定
示波极谱仪不确定度评定
示波极谱仪检出限测量结果不确定度分析概述：校准依据：JJG 748-2007《示波极谱仪仪检定规程》。
检出限的测量方法：示波极谱仪，待仪器稳定后对仪器进行10次空白值的测量，并计算空白值的标准偏差，然后测定检定规程规定的含有被测元素的混合标准溶液系列，得到元素的标准曲线，分别用最小二乘法原理计算标准曲线的斜率，用三倍空白值的标准偏差除以相应标准曲线的斜率即得到该元素的检出限。
一、示波极谱仪检出限测量结果不确定度分析1 数学模型检出限量值为10次空白测量的标准偏差s 乘以3后再除以标准曲线斜率b 计算得到，D L b s /3= 110)(1012--=∑=-i ix x s式中 ：s —空白溶液测量的标准偏差 b —标准曲线斜率(通过计算得到).2 方差根据检定规程检出限公式可以知道，影响检出限检定结果不确定度的因素有：（1） 标准物质的不确定度；（2） 测量方法的不确定度； （3） 环境条件的影响； （4）人员操作的影响；（5）被检定仪器的变动性的影响；由于采用直接比较法进行检定，测量方法的不确定度可以不予考虑。
在规程规定的环境条件下进行检定，温度、湿度等影响可以忽略。
人员操作的影响和被检定仪器的变动性体现在测量的重复性中。
由此可知，检出限测量结果不确定度主要由标准物质的不确定度、仪器空白测量结果变动性的不确定度和工作曲线斜率的不确定度三项组成。
则方差公式为:2u (DL)c )()()(222b u s u x u ++=式中：u (DL)c —仪器检出限检定结果合成不确定度； )(x u — 计量标准的不确定度；)(s u — 仪器空白测量结果变动性的不确定度； u (b ) — 工作曲线斜率的不确定度。
3 输入量标准不确定度 3.1. 计量标准的不确定度)(x u3.1.1 由标准物质证书提供的计量标准不确定度分量)(1x u标准溶液证书给出的相对不确定度为2µg/mL ，包含因子k =2，按正态分布，采用B 类方法进行评定，则：)(1x u =k a =100210002⨯⨯=0.025%3.1.2标准物质稀释过程产生的不确定度分量)(2x u在对示波极谱仪测量时由于选用的标准物质浓度为ml g /1000μ，而Cd 元素标准曲线需要的浓度为0.5μg/mL 、1.0μg/mL 、1.5μg/mL 、2.0μg/mL 、2.5μg/mL ，稀释过程中使用了A 级检定合格的10mL 和1mL 刻度吸管、 100 mL 的单标线容量瓶玻璃量器，引入的标准不确定度分量为：(1)10 mL 刻度吸管引入的标准不确定度根据JIG196—1990，A 级10 mL 刻度吸管容量允差为±0．05 mL ，在标准不确定度评定中，按均匀分布考虑(以下类同)，其相对标准不确定度为：u(V 10)=103/05.0×100％ =0．28％ (2)1 mL 刻度吸管引入的标准不确定度根据JIG196—1990，A 级1 mL 刻度吸管容量允差为±0．008 mL ，在标准不确定度评定中，按均匀分布考虑(以下类同)，其相对标准不确定度为：u(V 1)= 3/008.0 ×100％ =0．46％(3)100 mL 单标线容量瓶引入的标准不确定度A 级100 mL 单标线容量瓶容量允差为±0.10mL ，则其相对标准不确定度为： u(V 100)=×100％ =0.06％ 因此合成相对标准不确定度为：)(2x u =)()()(100312102V u V u V u ++=0.54％2221)()()(x u x u x u +==0.54%u (s )= s/s *100=2.4%3.3.工作曲线线性误差的标准不确定度分量u (b )：对一台选定的示波极谱仪进行测定，线性回归数据如下：根据两点确定一条直线，假设直线过0点，则表中每个点与0点回归的斜率分别为：()41112∑=-=i i b b b s =4.49则：u (b )= ()41112∑=-=i i b b b s ×b1×100%=2.54%4 标准不确定度的合成：u (DL)cu (DL)c 222)())()(b u s u x u ++==222%54.2%4.2%54.0++=3.5扩展不确定度DL Cd U :为：DL Cd U :=k u c ⨯=2%78.0⨯=7.0% （k =2）示波极谱仪线性误差不确定度评定一、 测量结果简述 1、 测量依据：JJG 748-2007《示波极谱仪仪检定规程》。
示波器不确定度分析及校准方法研究
示波器不确定度分析及校准方法研究示波器是一种测量电磁波信号的基本仪器，在电子、通讯等领域得到广泛应用。
然而，在实际使用中，示波器的测量结果与真实值之间会存在偏差，这就是示波器的不确定度。
示波器的不确定度可以通过误差分析与校准方法来解决。
误差分析是对示波器测量精度的评估，通过了解示波器的测量误差来源及其大小，来确定其不确定度。
校准方法则是通过对示波器进行标准化处理，提高测量精度，降低不确定度。
一、示波器误差分析的方法示波器误差主要来自于测量电路中元件的原始误差、示波器内部误差、示波器测量环境误差等多个方面。
误差分析的方法主要有以下两种：1.标准络差法标准络差法是一种直接应用于示波器的误差分析方法。
该方法通过将示波器与标准信号源连接，利用示波器测量到的电压值与标准值之间的差异，来计算示波器的误差量。
具体步骤如下：a.将标准信号源与被测示波器连接，使其输出一定频率、幅值、相位的标准信号。
b.利用示波器测量该标准信号的幅值与相位信息。
c.根据标准信号源输出量以及示波器测量值计算出实际输出值。
d.将实际输出值与理论标准值进行比较，计算示波器的误差。
2.方差分析法方差分析法是一种综合性的误差分析方法，它通过将被测示波器与标准信号源连接，并改变标准信号的频率、幅值、相位等条件，来分别计算示波器在这些条件下的测量误差值。
通过方差分析法，可以得到示波器在实际应用中的误差，为后续的校准提供重要依据。
二、示波器的校准方法示波器的校准方法主要有以下三种：1. 内部自校准法内部自校准法是指利用示波器内置的标准信号源和自动校准电路等，在示波器自身内部进行数据校准。
该方法使用方便，可以实现快速校准。
2. 标准信号校准法标准信号校准法是指利用标准信号源与被测示波器相连，测量标准信号的幅值、频率、相位等参数，通过标准值与示波器测量值之间的差异，来进行校准。
该方法适用于对示波器进行全面的校准。
3. 外部自校准法外部自校准法是指利用外部校准仪器（例如计时器、频谱分析仪等），对示波器进行数据校准。
医学计量中示波器检定的不确定度分析
医学计量中示波器检定的不确定度分析1.问题讨论背景及意义示波器在医疗、试验以及修理等领域当中得到的应用非常广泛，是电子测量工作进行的过程中，肯定需要使用到的一种仪器，因此会对示波器测量精确性以及波形精准性提出比较高的要求，与此同时脉冲参数猜测也是时域测量环节当中一项非常重要的内容，在测量结果不确定度评定领域中具有非常重要的作用，测量不确定度实际上是测量结果衍生出来的一个参数，也是分散在测量结果周边的许多个数值，这些数值依据不同置信度会被给予被测量，它的可信度由测量结果不确定度反应出来。
现阶段，基于统计理论的不确定度分析方法得到的应用非常广泛，依据这种方法分析并得出的不确定度一般是由多个重量构成的，交由试验室数据统计分布评定的重量一般状况下会被称为是A类不确定度，基于试验或者其他信息评定的重量会被称为是B类不确定度。
2.不确定度及其来源分析2.1不确定度测量不确定度是一项和测量结果之间有肯定相互关系的参数，表征合理的给予被测量值的分散性。
不确定度在被测量数值未知的情形之下，能够科学合理的将测量结果呈现出来。
精准的对测量结果的不确定度进行评定，首先应当对不确定度的概念形成深化的熟悉，将测量不确定度和测量误差区分开来。
测量误差其实是测量值和真值之间的差值，其所呈现出来的是测量结果和被测量数值之间的接近程度。
测量不确定度表明的是，给定的被测量和给定的测量结果，其实并不是一个数值，而是分散在测量结果周边的许多个数值，这些数值可以依据不同置信度被给予被测量。
测量不确定度是将统计理论学问作为基础，得出的和最佳数值接近程度的一种猜测，不肯定是可以将测量结果和被测量数值之间的接近程度反应出来。
现阶段，基于统计理论学问的不确定度分析方法得到的应用非常广泛，通过这种方法分析并得到的不确定度一般状况下是由多种类型的重量构成的。
2.2不确定度的来源阐述在对不确定度的来源进行分析的过程当中，首先应当对测量方法、测量设备以及被测量形成较为深化的熟悉，肯定需要做到的是详细问题详细分析。
示波器上升时间测量不确定度评定
1.3.4 系统不稳定性引入的标准不确定度分量，用测量重复性表征 u(4) 被校/检示波器校准仪输出 150ps@阻抗 50Ω, 测量数据如下表：
x1 _ 152.69 x6 15x7 153.13
x3 153.08 x8 152.97 152.97
x4 153.02 x9 153.05
δ＝√1 + δ＝√1 +
172 1502 172 702
− 1 ≈ 0.64%
@Tr=150ps @Tr=70ps
− 1 ≈ 2.9%
因此，因为 86100C&86105C 取样示波器的建立时间所引入的不确定度分量为： u(2) ＝0.64%×150ps / 3 ＝0.56ps u(2) ＝2.9%×70ps / 3 ＝1.17ps @Tr=150ps @Tr=70ps
u(1) u(2) u(3) u(4)
1.44ps 0.56ps 0.88ps 0.16ps
表2 标准不确定度分量
@Tr=70ps 标准不确定度值
不确定度来源 标准装置精度引入的不确定度 标准器上升沿建立时间引入的不确 定度分量 标准器数据采集引入的不确定度分 量 系统不稳定性引入的不确定度
u(1) u(2) u(3) u(4)
1.3.2 标准器 Y 轴建立时间引入的标准不确定度分量 u(2) 由于标准仪器测量脉冲的上升时间时， 其自身的带宽有限， 即其建立时间不充分小， 所以要引入一定的测量误差，其测量误差一般用下式进行估算： δ＝ 1
1 －1 n2
式中，n＝被测上升时间/标准仪器的建立时间 因为 86100C&86105C 取样示波器的建立时间约为 17ps（来源于检定证书） ，所以 引入误差为：
@Tr=150ps（1.6
示波器校准仪上升时间不确定度的评定及验证
3 结语
总而言之,在当前城市人口越来越多的情况下,对于城市轨道 交通运输也有更高的要求。城市轨道交通中的弱电系统对于城市轨 道交通安全有着非常重要的影响。合理高效的弱电系统能够更好的 提高城市轨道交通的运输能力,保证人们的安全。而弱电系统集成 管理工作就是让弱电系统能够正常运行的重要方法。当前,我国各 城市的城市轨道交通集成管理服务工作正在逐渐发现,相应详细的 服务方法还需要深入研究,进而提出更加合理的服务模式。
由测量方法的原理得被测示波器上升时间Tr的计算公式如下: Tr = 扩展后的实测扫描时间因子×L; Tr—被测示波器上升时间的示值; L—为波形从基本幅度的10%到90%在水平方向所占长度(div)。
装置的A类不确定度为:uA=
=
=1.42(ps)
B类不确定的评定:
9500示波器校准仪脉冲瞬态响应输出的不确定度引入的测量
第 38 卷
数字技术与应用
协调集成方来做好相应的调试准备工作,通过审查系统来对集成方 所提交的相关资料进行核对,对于资料中的各个环节进行具体检 查,确保能够符合合同的相关要求。
对于调试工作来说,分为几个方面。分别是单体调试、系统调 试、综合调试这三方面。其中单体调试就是对单个设备进行运行检 查[4]。而综合调试则是涉及到土建、路线、车辆、信号等等多个环节, 和相关部门的共同配合才能够有效完成,一般情况下是由建设管理 和交通运营公司组织下进行。
第38卷 第4期 第202308年 4卷月
数字技术与应用 数D字ig技it术al与T应ec用hnologyww&
Vol.38 No.4 April 2020
学术论坛
DOI:10.19695/12-1369.2020.04.103
示波器校准仪上升时间不确定度的评定及验证
示波器检定装置不确定度评定
示波器检定装置不确定度评定作者：姜琳，陈向荣，刘群，梁钰坤，赵航来源：《今日自动化》2022年第02期[摘要]测量不确定度是现代计量科学理论的重要组成，是实验数据客观性和有效性的重要参考。
可以通过对测量结果不确定度评定，判断计量标准是否符合国家检定系统和国家计量检定规程的要求，得出计量标准是否可以开展所申请项目的检定校准工作的结论。
主要就不确定度的评定做了详尽的分析，并给出了相应的算法。
[关键词]示波器;不确定度;计量标准[中图分类号]TH712 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2022）02–0–03Evaluation and Analysis of Uncertainty of Digital OscilloscopesJiang Lin，Chen Xiang-rong，Liu Qun，Liang Yu-kun，Zhao Hang[Abstract]Measurement uncertainty is an important component of modern metrological science and an important reference for the objectivity and validity of experimental data. The purpose is to directly judge whether the metrological standard conforms to the requirements of the national verification system and national metrological verification regulations according to the analysis results， and make a conclusion whether the metrological standard can carry out the verification and calibration work of the applied project. The evaluation of uncertainty is analyzed in detail and the corresponding algorithm is given.[Keywords]uncertainty;digital oscilloscopes;metrological standard示波器因其优越的性能指标、可程控数字化通信及高速发展趋势，在科研、试验、生产和维修等各个领域应用非常广泛，且发挥着很重要的作用[1]。
浅谈模拟示波器测量结果的不确定度评定方法
式 中 ： 厂 模 拟示 波器 示 值 ：
ｙ— — 校 准结 果 ２．３ 测量 重 复性 引入 的标 准 不确 定 度
在 同 一条 件 下 。测 量 重 复 性 引 入 的不 确 定 分 量
０．２
＝ — 三 ＝０．８３％
一
６
，＝ ０．４８￣＜８
２．６ 合 成 标 准 不 确 定 度 模 拟 示 波 器 的频 率 带 宽 比较 稳 定 ．其 测 量 重
第 ３４卷 第 ２０期 ２０１８年 ｌ０月
甘肃 科技
Ｇａｎｓｕ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ示波器测量 结果的不确 定度评定 方法
李 青 玫
（兰 州 轨 道 交 通 有 限 责 任 公 司 ，甘 肃 兰 州 ７３００７０）
摘 要 ：本 文对 模 拟 示 波 器 的频 带 宽度 、瞬 态 响应 ．扫 描 时 间 系数 等 主 要 性 能 参 数 的测 量 结 果 不 确 定 度 进 行 了分 析 和 评 定 关 键 词 ：不 确 定 度 ；测 量 结 果 ；标 准 差 中 图分 类号 ：Ｘ８２３
１ 概 述
表 １ 计 算 标 准
名 称
型 号
测 量 不 确 定 度 或 准 确 度 等 级
频 率 准 确 度 ：±０．７％ 示 波 器 校 准 仪 ＴＭ５００６Ａ 输 压 平 ：±３。０％
上 升 时 间 不 确 定 度 ：２８ｐｓ 时 标 准 确 度 ：±０．Ｏ１％
３）被 测对 象 ：模 拟示 波器 ２２４５Ａ
根 据公 式 ｔｒ ｆ ＋ 计 算 。其 中 ： 为被 检示 波器 屏 幕 显示 波 形 的 上 升 时 间 ；ｔ 为被 检 示 波 器 本身 的 上 升 时 间 ｔ 为 标 准 脉 冲 的 上 升 时 间 ，一 般 为
示波器瞬态响应和频带宽度示值误差测量结果的不确定度评定
摘要 ： 文章 介绍使 用 Ｆ Ｌ Ｕ Ｋ Ｅ ９ ５ ０ ０ Ｂ示波器校 准仪 对示波器的两项主要性 能参数： 瞬态响应 、 频 带宽度进行测量 。 依据相应 国家 检 定规程及 实测数据 ， 对 其测量结 果的 不确定度评定做 了详 细的分析和计算 。
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ Ｆ Ｌ ＵＫＥ９ ５ ０ ０ Ｂ ｏ ｓ ｃ ｉ ｌ ｌ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ ｃ ａ ｌ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｔ ｏ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ｔ ｗｏ ｍａ ｉ ｎ ｐ ｅ ｆ ｒ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｏ ｓ ｃ ｉ ｌ ｌ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ ： ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ ａ ｎ ｄ ｂ ａ ｎ ｄ ｗｉ ｄ ｔ ｈ ．Ａｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ａ ｖ ｅ ｒ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅｇ ｒ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｄ ａ ｔ ａ ， ｔ ｈ ｅ ｕ ｎ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｔ ｙ ｅ ｖ ｌｕ ａ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｃ ｌｃ ａ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ．
８ ０ ％。
表２
测量次数 １ ３ ． 测量值 ｘ ｉ （ ｎ ￥ １ 测量次数 ｎ 测量值 Ｘ ｉ （ １ ｌ Ｓ ） １ ３ ． ５ ６ ３ ． ５ ２ ３ ． ５
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示波器测量脉冲信号测量结果的不确定度分析与评定
数字示波器因为操作便捷，过程简洁方便，信号可以及时的传递等良好的性能，所以在相关的检测领域得到了广泛的使用，本篇文章结合了相关的示波器对其测量脉冲信号测量结果的不确定度进行了相应的分析。
标签：示波器；脉冲信号；不确定度
因为数字示波器在对相关测量的项目的分析、传递电信号幅度与时间等方面有较好的优点能够较为精确的测试各种交、直流信号，生动明显的反映被检测信号的基本内容和特点，这让示波器在脉冲测量领域成为了最常用也最基本的一种仪器。
脉冲信号测试的项目主要包括幅度、频率以及脉宽等方面，但是不同的使用者测量得出的结果会存在一定的偏差，而且示波器测量脉冲信号测量结果存在一定的不确定性，在这篇文章中结合了相应的检测仪器对脉冲信号的幅度、频率和脉冲宽度进行了测量，并根据测量的过程和结果对导致结果不確定度的因素进行了相应的分析评定。
一、测量结果的不确定度的概念
测量结果的不确定度和处理结果的误差不是同一个概念，他们存在相应的区别，测量结果的不确定度是测量结果带来的一个参数，参数表示表征合理的赋予，被测量值的分散性，而测量的误差是指测量所得出的数据与实际的数据之间的差值，是测量的数值接近和被测物体数值的程度[1]。
二、脉冲信号测量
7 （一）测量原理
通过是德科技的DSO 6052A型号的数字示波器对某种脉冲信号进行了测量，如图1，把测量仪器与脉冲信号相连接的原理。
首先把脉冲信号和示波器的CH1的输入通道连接起来，并把垂直偏转系数以及水平扫描的时间等设置在合理的程度，显示波形要占显示屏的五分之四左右是最合适的。
对触发电平进行相应的调整，直到显示波形趋于稳定为止。
（二）计算方法
在进行相关的测量时脉冲信号的波动幅度，波动频率以及脉冲的宽度时示波器直接读出的，其计算公式如下：（在公式中ΔY表示被测量的脉冲信号的绝对误差；Yx表示被测量的脉冲信号的标称值；YN表示被测量的脉冲信号的实测值）
ΔY=Yx-YN
三、脉冲信号测量结果的不确定度的分析与评定
（一）脉冲信号幅度测量结果的不确定度的分析与评定
脉冲信号幅度的结果是通过示波器直接读取的，而脉冲信号幅度的不确定度主要是由以下几个方面产生的。
第一，在测量重复性时所采用的标准不确定度uA，这种不确定度是所采用的检测仪器的稳定性能以及子检测过程中随机生成的。
第二，因为示波器的测量幅度的精准度不够所引用的标准不确定度UB1。
第三，因示波器在脉冲幅度测量的读数中为显示分辨率而引用的标准不确定度UB2。
在测量重复性时所引入的标准不确定度uA能够根据多次重复的测量得到相应的数据，并通过相应的方法计算出标准不确定度。
对此进行了相关的测试，并对幅度值进行了六次测量得出了表1中的测量数值。
因为数字示波器在幅度测量的读数中显示分辨率而引入的标准不确定度UB2，这种不确定度是通过示波器A/D转换器的位数所决定的。
合成标准不确定度UC，在进行ΔA测量时是通过双光标，所以DSO 6052A号示波器的电平测量的水平光标分辨率使用的不确定度是分为两次进行计算的，得到以下的合成标准不确定度：
（二）脉冲频率测量结果不确定度的分析与评定
脉冲信号的频率的检测通过示波器直接读取，它的不确定因素主要是因为，在测量脉冲信号重复性的不确定度uA这是由于所使用的检测仪器的稳定性能以及在检测过程中随机生成的。
第二，因为示波器的测量频率的精准度不够所引用的标准不确定度uB1。
第三，因示波器在脉冲频率测量的读数中为显示分辨率而引用的标准不确定度uB2。
在测量重复性时所引入的标准不确定度UA能够根据多次重复的测量得到相应的数据，并通过相应的方法计算出标准不确定度。
对此进行了相关的测试，并对频率值进行了六次测量得出了表2中的测量数值。
（三）脉冲频率测量结果不确定度的分析与评定
脉冲信号的宽度的检测结果通过示波器直接读取，它的不确定因素主要是因为，在测量脉冲信号重复性的不确定度uA这是由于所使用的检测仪器的稳定性能以及子检测过程中随机生成的。
第二，因为示波器的测量宽度的精准度不够所引用的标准不确定度uB1。
第三，因示波器在脉冲宽度测量的读数中为显示分辨率而引用的标准不确定度uB2。
对此进行了相关的测试，并对宽度值进行了六次测量得出了表3中的测量数值。
四、结语
本文对示波器测量脉冲信号测量结果的不确定度分析与评定进行了描述，脉冲信号的测量主要是脉冲信号的幅度、频率以及宽度三个方面，在这几个方面中测试不确定度的原因基本相同。
参考文献：
[1]冯继伟，柏航，黄运来.数字示波器校准测量结果不确定度评定[J].计量与测试技术，2013年（40）：79-80.
[2]史永彬，于蒙，李迪.示波器测量脉冲信号测量结果的不确定度分析与评定[J].理论与方法，2016年（3）：50-53.。