FC881A型晶体振荡器校准结果不确定度评定

谢秀飞 张翼飞

摘 要 本文主要介绍了FC881A 型晶体振荡器测量结果不确定度评定。

关键词 晶体振荡器;校准;测量结果

晶体振荡器是频率计数器和频率发生器的标准源，晶体振荡器的准确性以及稳定性是衡量仪器的技术指标高低的重要标准。在日常工作期间，仪器要24小时开机，以保持晶体振荡器的性能。按照JJG180-2002《电子测量仪器内石英晶体振荡器检定规程》的要求，对晶体振荡器的外观检查及常规指标测试合格后，重点测量频率源的输出，下面我们以10MHz点为例，对FC881A型晶体振荡器校准结果进行不确定度评定分析。

按照被检晶体振荡器说明书的要求，晶体振荡器应在实验室温度21℃，相对湿度：46%的环境下，提前预热1小时，标准器采用FLUCK生产的PM6685R的频率计数器/校准器[1]。

1数学模型

根据测量结果，被检晶体振荡器的测量结果示值误差可以表示为：

式中：

-被校表的频率输出。

-频率计数器/校准器显示的频率值。

-频率计数器/校准器的自身条件对测量结果的影响。

2校准结果不确定度来源

（1）被检晶体振荡器的10次独立测量数据重复性引入的标准不确定度。

（2）标准器频率计数器/校准器的准确度引入的不确定度。

（3）标准器频率计数器/校准器的年老化率引入的不确定度。

（4）校准所处环境的温度及相对湿度引入的不确定度[2]。

3不确定度评定

3.1 A类不确定度评定

10次独立测量引入的标准不确定度分量

10次獨立校准结果如下（单位Hz）：

测量结果的实验标准差：

故：

3.2 B类不确定度评定

（1）标准器频率计数器/校准器的准确度引入的不确定度

根据频率计数器/校准器的说明书指标查得，在10MHz点的准确度为：，

频率计数器/校准器的准确度在区间内服从均匀分布，因此取

则

（2）标准器频率计数器/校准器的年老化率引入的不确定度

根据频率计数器/校准器的说明书得到它的年老化率为：，

频率发生器/校准器的设置误差在区间内服从均匀分布，因此取

则

（3）校准所处环境的温度湿度引入的不确定度

检定规程要求环境温度在（15～30）℃范围内，环境相对湿度：不大于80%。本次校准实验室的环境温度21℃，相对湿度：46%，满足规程的要求，因此环境温度和相对湿度的影响所引起的不确定度可以忽略不计。

（4）不确定度分量汇总

3.3 合成标准不确定度

以上不确定度各分量独立不相关，按方和根得合成标准不确定度：

3.4 扩展不确定度

取包含因子，则扩展不确定度：

根据数据对齐原则，得扩展不确定度。

3.5 测量结果

被校FC881型晶体振荡器在10MHz点10次测量的平均值为，因此测量结果可以表示为：，。

参考文献

[1] 测量不确定度评定与表示：JJF 1059.1-2012[M].北京：中国质检出版社，2013.

[2] 电子测量仪器内石英晶体振荡器检定规程：JJG180-2002[M].北京：中国质检出版社，2002.

作者简介

谢秀飞（1983-），男，天津人;毕业院校：郑州大学，专业：电气工程及其自动化，学历：本科，职称：工程师，现就职单位：海洋石油工程股份有限公司，研究方向：工业仪表。

张翼飞（1978-），男，天津人;毕业院校：中国石油大学（华东），专业：电气工程及其自动化，学历：本科，职称：工程师，现就职单位：海洋石油工程股份有限公司，研究方向：工业仪表。