示波器测量结果比对评定

示波器测量结果比对评定

郑仕碧

重庆声光电有限公司 重庆 400060

摘要： 本文根据CNAS-CL01<检测和校准实验室能力认可准则》的要求，利用示波器校准仪对标准示波器进行测量，测量是由两组人员在同样条件下进行比对的过程方法，对测量结果进行评定，验证校准人员的能力。

关键词：比对 直流增益 直流偏置 时基

概述

根据测试依据GJB7691-2012《数字示波器检定规程》，两组测试人员分别采用9500示波器校准仪对一台性能稳定的标准数字示波器进行测量，将测量结果y进行比对的评定工作，从而来验证测试人员的能力。

比对测试的技术条件和方法

2.1环境条件：环境温度 20.5℃，相对湿度60％，电压220V。

2.2比对测量使用的标准

比对测量使用的示波器校准仪是9500多功能校准仪（编号为75221003），该校准仪的测量范围和技术指标为：电压：1.0000mV ~ 21.000mV， 技术指标为±（0.1%+15μV）； 21.001mV ~ 556.00mV， 技术指标为±（0.1%+1μV）； 556.01mV ~ 210.00mV，技术指标为±（0.05%+15μV）；上升时间技术指标为150ps；带宽：0.1MHz~1.1GHz，技术指标为±1.5%~±4%； 时间：1.0E-5。

比对测量使用的标准示波器型号为 54622A ，编号为20302241（本文只针对该示波器CH1通道进行比对测试），其测量范围和技术指标分别是，直流增益（1MΩ，2mv/p~5v/p），技术指标为2%*满刻度；直流偏置（50mv/p， 1MΩ，测量点为25v，0v，-25v），技术指标为 ±（0.1p+1mv+0.5%*偏移值）；上升时间（50mv/p，50Ω），技术指标为tr≤3.5ns；频带宽度（50mv/p，50Ω，频率50KHz~100MHz），技术指标为±3dB；时基（50Ω，10ms）， 技术指标为±25ppm。

2.4比对测量方法

根据比对分布点的需要，由两组测量人员分别利用多功能校准仪对同一台标准示波器进行测量，包括直流增益，直流偏置，上升时间，频带宽度，时基。测量结果分别见下文。表中n表示测量人员编号，Un是第n组测量人员测量值Yn的扩展不确定度（置信水平为95%）。因为测量方法，环境，所用校准装置，被测标准示波器都是完全相同的，只是测量人员不同。所以可以认为U1=U2=U，U为示波器测量不确定度。En是判断比对结果的比率值。

2.5测量结果比对值En的计算

当比对测试为同一实验室不同人员之间时，En值的计算公式为：

En=

公式中，Y1是第一组测试人员测的示波器的数据；

Y2是第二组测试人员测试的同一台示波器的数据；

同一实验室比对双方的测量不确定度相同U1= U2=U。

三、测量结果的计算

3.1直流增益的测量

3.2直流偏置的测量(50mv/p， 1MΩ)

3.3上升时间的测量

第一组人员测得数据2.91ns，第二组人员测得数据2.90ns. 扩展不确定度U1=U2=35ps

(置信概率95%)，比率值En=0.20。

3.4频带宽度的测量

第一组人员测得数据-2.36dB，第二组人员测得数据-2.28dB， 扩展不确定度U1=U2=3.5dB(置信概率95%)，比率值En=0.02。

3.5时基的测量(50Ω)

时基测量点为10ms，第一组人员测得数据为213ns，第二组人员测得数据为210ns，，扩展不确定度U1=U2=29ns（置信概率95%），比率值En=0.07。

四、比对测量结果的评定

接受准则：En≤1，表示测量结果满意，可以接受；

拒绝准则：EN≥1，表明测量结果不满意，必须查找原因并采取措施纠正。

由接受准则得知，只要两组测量人员之间的数据比对结果满足判据 En≤1 ，测量结果就被接受。本次测量结果中，两组测试数据比对结果都满足En≤1，测量结果可以接受，证明了两组测试人员的测试能力得到保证。同时表明测量过程中影响测量结果的仪器因素，环境因素以及人员因素等都得到了控制。

参考文献

[1] CNAS-CL01<检测和校准实验室能力认可准则》

[2]JJF1059-2012 《测量不确定度评定与表示》

[3] GJB7691-2012《数字示波器检定规程》

[4] 9500B型示波器校准仪测量不确定度的评定，仪表与计量技术，2009

[5] 数字示波器校准的不确定评定，电子测量与仪器，2008

[6]比对实验测量结果不确定度评定，化工设计通讯 ，2018