基于田口方法及GUM的直流数字电压表校准及其测量不确定度研究

论文摘要

本研究以田口方法和GUM两种理论为依据,对两者在校准及测量不确定度评定中的应用进行比较分析。工作的重点有三个方面:一是将田口方法和GUM应用于测量不确定度的评定中,分析了两者在测量不确定度评定中的异同点和优缺点。同时还利用田口方法中关于校准的理论,解决了GUM理论中只能进行固定点校准,无法进行任意点校准的缺陷。二是将田口方法应用到测量误差分析和计量标准的期间核查中,分析了影响测量设备测量准确性的因素,为提高测量设备的测量准确性提供了一种进行定量分析的方法,同时基于田口方法提出了一种新的期间核查方法,解决了基层计量部门在期间核查上的实际问题。三是大量的实践研究,理论是为实践而服务的,要靠实践来证明,本研究以直流数字电压表的校准及测量不确定度的评定为研究对象,对上述的理论进行实践的验证。实践验证主要分为三个部分:直流数字电压表的校准研究、直流数字电压表测量不确定度的比较研究以及田口方法在测量误差分析及期间核查中的应用。本研究在研究中利用田口方法中关于校准的理论,对直流数字电压表的各个档位进行了校准公式的推导,通过用高等级的计量标准进行检验,基于田口方法的校准公式可以满足对测量设备的任意点的校准,这对GUM理论是一个极大的补充,具有很大的现实意义。在测量不确定度的比较研究中,依据田口方法和GUM两种理论对直流数字电压表各档的满量程值进行了不确定度的评定,对两者的评定结果进行了比较,指出了田口方法和GUM在不确定度评定中的一些优点和缺点。在直流数字电压表的测量误差分析研究中,利用田口方法采用正交表安排误差因素以及使用正交试验的数据处理方法分析测量误差,解决了多参量有交互效应场合误差分析及测量不确定度的求解,定量的获得了影响直流数字电压表测量误差的影响因素的大小,为我们提高直流数字电压表的测量准确度和测量不确定度的评定准确度提供了依据。本研究还进行了田口方法中的日常校准在期间核查中的应用研究,实践验证这是一种新的期间核查方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 本文研究的背景和意义
• 1.2.1 本文研究的背景
• 1.2.2 本文研究的意义
• 1.3 测量不确定度和田口方法的国内外研究现状
• 1.3.1 测量不确定度的国内外研究现状
• 1.3.2 田口方法的国内外研究现状
• 1.4 本文的主要内容和思路
• 2 基于GUM的测量不确定度评定及校准
• 2.1 测量不确定度
• 2.1.1 测量不确定度概念
• 2.1.2 标准不确定度的评定方法
• 2.1.3 基于GUM的直流数字电压表的测量不确定度评定
• 2.2 基于GUM直流数字电压表的校准
• 3 基于田口方法的校准和测量不确定度评定
• 3.1 田口式测量质量工程学
• 3.2 测量误差损失函数
• 3.3 测量特性的SN比
• 3.3.1 静态测量时的SN比
• 3.3.2 动态的测量特性SN比
• 3.4 测量系统的校准及校准公式
• 3.4.1 测量系统的周期校准
• 3.4.2 测量设备的日常校准
• 3.5 田口方法在直流数字电压表校准中的应用研究
• 3.5.1 校准方式的选择
• 3.5.2 校准的内容
• 3.5.3 校准的结果
• 3.6 田口方法在直流数字电压表测量不确定度评定中的应用研究
• 3.6.1 田口方法在测量不确定度评定中的应用
• 3.6.2 基于田口方法的直流数字电压表的测量不确定度研究
• 4 田口方法与GUM在两种校准及不确定度评定中的比较分析
• 4.1 两种不确定度评定结果比较分析
• 4.2 基于田口方法及GUM的校准分析
• 5 田口方法的其它应用
• 5.1 基于田口方法的直流数字电压表的测量误差分析
• 5.1.1 试验安排
• 5.1.2 试验数据
• 5.1.3 试验结论
• 5.2 基于田口方法的测量设备的日常校准在期间核查中的应用研究
• 5.2.1 测量设备的期间核查
• 5.2.2 运用田口方法的日常校准进行期间核查
• 6 全文总结
• 6.1 论文的主要内容
• 6.2 论文的创新之处
• 6.3 研究展望
• 致谢
• 参考文献