无线电测量中测量不确定度的评定方法(3)

在本文的第(2)部分(见<中国无线电>第8期)我们以测量载波功率为例,详细地介绍了在测量过程中测量不确定度的评定计算过程,得出了两种载波功率的测量结果并带有不同测量不确定度的表达形式.一个没有附带不确定度的测量结果相对于标准要求限值是否合格很容易判定,但是,测量结果带有测量不确定度后,其合格性的判定就复杂了.本文仅对这个问题加以讨论,供读者参考.     

HP8902A功率电平校准装置的不确定度分析

简要介绍了HP8902A功率电平校准装置的基本功能和主要用途.着重分析了该校准装置的各个测量不确定度分量,合成标准不确定度和扩展不确定度.解决了采用HP8902A来校准信号发生器的不确定度分析评定的问题。     

窄脉冲半导体激光器峰值功率测试及校准方法研究

提出了一种基于波形分析原理实现窄脉冲半导体激光器峰值功率测量的方法,并研究了测试系统的校准技术.此测试系统主要由数字存储示波器和光电转换装簧组成.可直接测量峰值功率.为-r保征测量准确度.根据测量电压与激光脉冲功率的比例关系,溯源争标准激光功率或能量来校准此系统.实验以波长900nm,脉宽为200us和200m的宽、窄两种脉冲半导体激光器为例,采用不同的校准方法分别对测试系统的比例系数k进行标定,并分析了测量不确定度.     

基于逐点扫描的探测器阵列靶标定系统

为分析激光发射系统的性能,需要测量激光光斑的绝对功率密度时空分布,探测器阵列靶是有效手段之一。为实现定量分析,需要对探测器阵列靶进行标定。探测器阵列靶单元数多,标定难度大,设计有效的标定系统十分重要。设计了一种新的标定系统,该系统采用逐点扫描的方式,具有适用性广、成本低、精度高等特点。并以某项目为例对标定系统的测量不确定度进行了测试分析,结果表明:可见光波段的测量不确定度为2.99%,近红外波段的测量不确定度为3.62%,中红外波段的测量不确定度为6.17%.该标定系统是探测器阵列靶标定的有效手段,值得借鉴。     

分光法测量LED颜色的不确定度分析

分析了分光法测试发光二极管(LED)颜色的测量不确定度,着重分析了光谱功率分布测量不确定度和波长不确定度对颜色测量的不确定度影响,给出了几种典型LED的分析结果,结果表明,5%的光谱功率分布测量不确定度和0.5 nm的波长不确定度在一般情况下可以满足精度要求为0.001的LED颜色测量.     

激光雷达散射截面测量不确定度理论分析

依据辐射传输与测量和标定原理,推导出激光雷达散射截面测量数学模型与不确定度表达式,对影响测量不确定度因素进行了较全面的分析,并提出修正与提高方法.     

光纤Bragg光栅等强度悬臂梁型称重传感器的标定与不确定度分析

研制了一种等强度悬臂梁结构的光纤Bragg光栅称重传感器.为了确定其称量结果的可靠性,通过分析载荷信息传递过程与光栅敏感元件的感知原理,推演传感器设计的理论依据,设计了采用标准质量块进行标定的静态载荷实验装置,通过MATLAB实现静态传感数据分析,并分析标定过程中存在的不确定因素进而确定了传感器的不确定度指标.实验表明:所研制的光纤Bragg光栅等强度悬臂梁型称重传感器的灵敏度为0.0069 nm/N,非线性误差为4.93％,重复性误差为2.59％,迟滞误差为3.21％FS,称重传感器的测量不确定度为0.409 N.设计的光纤Bragg光栅等强度悬臂梁型称重传感器静态特性良好,在它量程范围内测量不确定度对结果的影响较小,满足性能要求,标定方法有效提高了标定效率和精度,为其他类型传感器综合性能定量分析提供了思路与工程实践.     

微波功率参数测量不确定度的评定方法

依据欧洲电信标准协会（ETSI）的移动微波设备特性测量技术报告（ETSI TR 100 028），并结合行业中国际惯例和国内相应的技术标准，对微波测量中测量不确定度的来源进行了研究和分析，同时着重对微波测量中因测量失配引起的不确定度、因测量信号传输路径插入衰减时带来的不确定度进行了综合分析，最后以固态功率放大器输出功率的测量不确定度为例，引伸和推导出适用于输出功率、驻波、插损和杂波功率等与功率相关的微波参数测量中测量不确定度评定的基本方法。     

辐射测量设备响应率和线性率标定方法研究

将目标特性测量简化为点目标辐射强度和面目标辐射亮度测量.根据标定与测量一致性要求,将设备响应率和线性率标定分为点目标辐射强度和面目标辐射亮度的标定,对标定方法、条件、注意事项和标定不确定度进行了分析,并对设备噪声等效辐射量的含意及标定方法进行了论述.     

低温绝对辐射计不同定标光路的比对实验

低温辐射计是当前光辐射功率计量的最高标准,其测量精度的评价可以通过不同低温辐射计之间的比对来完成。开展了不同定标光路的低温辐射计比对实验。实验采用中国科学院安徽光学精密机械研究所研制的陷阱探测器作为传递标准,在633 nm波段对传递探测器的光谱响应度进行了绝对标定。比对结果表明,传递探测器的绝对光谱响应度的测量一致性为3.610-3,定标总合成不确定度为3.310-4(k=1),实验结果验证了两家单位低温绝对辐射计定标系统的可靠性和高精度。     

高功率微波辐射场功率密度测量不确定度分析方法

辐射场测量是检验高功率微波系统输出指标的重要手段.随着高功率微波测量技术的发展,辐射场测量系统的稳定性和可靠性不断提高,作为完整测量结果重要组成部分的测量不确定度越来越受到关注.文章介绍了高功率微波辐射场功率密度测量方法及系统组成,建立了功率密度测量的数学模型,给出了高功率微波辐射场功率密度测量的主要不确定度来源.对检波器输入功率计算、接收天线有效面积校准、衰减环节校准及测量系统各环节连接失配等测量不确定度分量进行了分析,并给出了高功率微波辐射场功率密度测量不确定度的合成方法.本文给出的测量不确定度分析方法较为科学、操作性强,对完善高功率微波辐射场功率密度测量结果具有一定的指导意义.     

双通道热红外标准辐亮度计定标方法研究

黑体辐射源作为初级标准,其辐射特性的测量精度决定了整个标准传递链路的不确定度。为了提高黑体的辐亮度测量精度,研制了一台可直接观测黑体辐亮度的双通道热红外标准辐亮度计。根据仪器的工作原理,采用自行研制的高精度水浴黑体获取标准辐亮度计的定标系数。实验结果表明,该辐亮度计的1 h信号非稳定性优于0.3%,定标系数拟合不确定度优于1.23%,5 m通道整体不确定度为0.39%,10 m通道整体不确定度为1.3%。可实现黑体辐亮度与实验室辐射标准之间的传递。     

泄漏电流测试仪试验电压测量结果的不确定度评估

介绍了泄漏电流测试仪试验电压测量结果的不确定度评估,详细分析了影响测量不确定度的原因,计算了各不确定度分量并给出合成标准不确定度。为校准结果的准确性提供了可靠保证。     

置换法气体流量标准装置的研究

气体流量计量是科学计量的一个重要组成部分,目前采用的气体流量标准装置对于小流量气体计量准确度低,并且校准费用大,实现高精度的气体流量计检定及校准较为困难。本课题利用液体置换法设计了检测高精度气体流量的标准方法,同时该标准装置的研究可以使不同型式的气体流量标准之间的量值比对途径多样化。通过检定结果分析可得出下列结论:该方法可以使装置的扩展不确定度为0.09%,校准精度达到0.2级,达到课题设计的要求。该气体流量标准装置具有操作方便、稳定性高、重复性好等优点,特别是在高准确度小流量气体测量方面具有极大优势。     

红外标准辐亮度计的研制及定标

黑体参考光源辐亮度精度是决定红外遥感器绝对辐射定标精度的关键因素。为了提高黑体辐亮度测量精度,设计了一种直接测量黑体辐亮度的红外标准辐亮度计。描述了整个系统的光机设计方案和工作原理,利用高精度水浴黑体对辐亮度计进行定标。实验结果表明:辐亮度计的1 h非稳定性优于0.03%;测量黑体辐亮度不确定度达0.22%,相当于308 K时辐亮度温度不确定度73 mK。该标准辐亮度计具有系统级测量、高精度溯源等优点,可实现黑体辐亮度与实验室辐射标准之间的溯源。     

前向散射粒径探测器测量不确定度的校准

为了对粒径探测器的测量不确定度进行校准,基于衍射原理方法,研制了一套小孔圆盘校准装置。该方法对米氏散射与夫琅禾费衍射的功率进行计算和模拟,得到了衍射针孔孔径与气溶胶粒径转换的关系。通过该转换关系,计算得到校准装置的参量,并进行了理论分析和实验验证。通过实验将标准粒子的测量不确定度传递给云粒子粒径探测器,再通过旋转针孔圆盘进行实验,将测量不确定度传递给校准装置。取得了该校准装置的校准实验数据,验证了理论分析的正确性。结果表明,该校准装置效率高、校准方案的可行性好、校准范围大、测量离散性好、重复性高。这一结果对粒径探测器的校准技术研究是有帮助的。     

基于单口S参数的超声换能器有载匹配研究

介绍了基于单口S参数理论进行超声换能器匹配的原理,并利用网络分析仪测量超声骨科换能器在空载和各种组织负载下的反射系数.结果表明,负载对换能器的匹配有很大影响.为提高切割效率,匹配电路中的变压器的变比应随负载的变化而进行自动切换.实验研究表明,采用相应的匹配电路后,空载反射系数绝对值增加了4倍,松质骨为负载时的反射系数绝对值增加了30倍以上,增加了负载输出功率.     

功率超声压电换能器阻抗匹配电路参数化设计

针对功率超声压电换能器,因工作环境变化和负载差异而导致匹配失调,及因匹配参数计算复杂而导致设计效率低、易出错的问题,在分析传统LC匹配电路的基础上设计了一种增加可调元件进行匹配失调补偿的改进型LC匹配电路,提出了一种功率超声压电换能器阻抗匹配电路的参数化设计方法,开发了相应的参数化设计软件,通过实验验证表明,该设计方法和软件为功率超声压电换能器匹配电路的设计提供了一种方便、实用、快捷、可靠的手段。