混响室内时延特性测量关键不确定度分量分析

混响室内,信道特性测量的不确定度决定了基于混响室进行的无线通信设备性能测试的准确性。本文以测量实验为基础,针对均方根时延扩展这一核心信道参数,对两个关键不确定度来源,给出了不确定度分析的方法和流程。首先,利用蒙特卡洛法分析了由核心测量设备网络分析仪引入的不确定度。其次,分析了固有场不确定度。对不确定度的深入分析为测量中一些关键设置的设定提供了量化的参考依据,有助于测量系统的设计与优化。     

0.005级压力式水深测量仪器检定装置的测量不确定度评定

通过GUM法和自适应蒙特卡洛法分别对0.005级压力式水深测量仪器检定装置进行测量不确定度评定,并对GUM法进行了验证。结果表明,压力测量模型比较复杂,2种方法均适合用来评定其测量不确定度,并且在标准不确定度有效位数取1位时,GUM法在各个检测点均通过了验证。同时,合理的数值容差取值非常重要,实际测试中,测量结果位数的选取应考虑仪器的测量精度和使用要求,还要考虑标准仪器的标准不确定度的有效位数。     

失配误差的蒙特卡洛分析

针对极限相位法评定失配误差引入的测量不确定度普遍偏大的问题,提出了采用蒙特卡洛法对其评定的新方法。以交替比较法校准功率座为实例,研究了蒙特卡洛法评定失配误差引入的测量不确定度的具体实现方法,并将其得到的结果与极限相位法进行比较。结果表明,蒙特卡洛法更适合用于失配误差引入的测量不确定度进行评定。     

自适应蒙特卡洛法评定全站仪测距不确定度

全站仪测距精度的校准需要在标准基线场上进行,由于野外环境不可控和气象条件波动剧烈,因此判断全站仪的测量结果的可靠程度具有重要意义。为了解决全站仪测距不确定度评定模型的非线性和输入量强相关等问题,本文首先采用了自适应蒙特卡洛法进行不确定度评定,然后与GUM的不确定度评定结果进行对比,当测距距离为1 176 m时,自适应蒙特卡洛法评定的不确定度结果为2.2 mm,GUM为2.6 mm,结果显示两种不确定度评定方法的测量结果均在合理预期之内,且自适应蒙特卡洛法评定的不确定度置信区间更窄。自适应蒙特卡洛法结合了大量数据样本和自适应优化仿真次数的优势,不仅对全站仪测距过程中的各项误差源引入的不确定度分量评估更为全面,而且在保证了全站仪测距不确定度评定结果准确的同时,相比于蒙特卡洛法节约了70%的样本数量。     

三天线法环天线校准系统建立及测量结果不确定度评定

在350kHz~30MHz频段内,为了准确得到环天线所处位置的场强,环天线的天线系数需要校准。三天线法是一种校准天线系数的绝对方法,需要3个环天线,两两组对测量,且不需要任何参考标准。介绍了三天线法校准环天线的原理,基于矢量网络分析仪建立校准系统,并评定校准系统的测量结果不确定度。基于K(i,j)的计算公式复杂,很难计算出其引入的不确定度,因此采用数字电磁学代码(NEC)建模评定K(i,j)的不确定度。评定结果表明,在350kHz~30MHz频段内4个典型频点的扩展不确定度小于0.81dB(k=2)。     

温度试验箱校准的测量不确定度

温度试验箱的校准包括温度均匀度、温度波动度和温度偏差三个基本项目。测量系统由若干支铂电阻传感器和数据采集器构成,测量系统的测量不确定度必须满足国家有关规定。由于铂电阻都有自己的电阻-温度特性,并且需要考虑它们之间的相关性,造成测量不确定度的计算比较复杂,GUM的框架式分析法(Analytical Method)对于非线性测量很不实用,蒙特卡洛法(Monte Carlo Method)可以通过模型仿真避免这些困难。     

对GUM法量块测量不确定度评定的验证

我国新颁布了JJF1059.2-2012《用蒙特卡洛法评定测量不确定度》,该规范规定了用蒙特卡洛法(MCM)评定与表示测量不确定度的方法,并提供了检查GUM法是否适用的验证方法。本文以量块校准为例,详细介绍了用蒙特卡洛法验证GUM法结果的具体步骤。     

工作用廉金属热电偶测量结果的不确定度评定

本文介绍了校准工作用廉金属热电偶应该分别考虑校准系统和被校准系统测量仪器的影响，以及测量结果不确定度的评定方法。     

考虑非正定相关性的测量不确定度蒙特卡洛评定方法

当采用蒙特卡洛法评定测量不确定度考虑输入量相关性时,需基于Nataf逆变换产生服从任意边缘概率分布的相关多维随机变量。为了解决Nataf逆变换过程中输入量相关系数矩阵非正定时,无法产生线性变换矩阵的问题,提出了基于Barzilai-Borwein梯度法的迭代修正算法。进而探讨了输入量服从非正态分布且相关的蒙特卡洛法实施步骤。最后,采用提出的迭代修正算法并基于Nataf逆变换的蒙特卡洛方法,对高速轮轨试验台轮轨纵向蠕滑率不确定度进行了评定,验证了该算法的可行性及有效性。     

双氧法测量烟气再循环率及不确定度分析

为准确测量、计算得到烟气再循环率,在燃气组分及浓度不变的情况下,基于化学反应平衡方程式推导得到烟气再循环率的计算公式,进而提出测量燃气锅炉烟气氧浓度和烟气-空气混合气氧浓度的双氧法。为定量分析测量结果的质量,基于国标中的GUM法对双氧法进行不确定度评定,并根据不确定度要求为仪器选择提出指导意见。研究发现,当烟气氧浓度测量结果为1.91%、混合气氧浓度测量结果为18.64%时,通过双氧法计算烟气再循环率R为13.45%,扩展不确定度为1.56%。混合气氧浓度测量不确定度对双氧法扩展不确定度影响很大,在选择测量仪器时,混合气氧浓度测量仪器的扩展不确定度可小于烟气氧浓度测量仪器。     

标准数字时钟同步偏差测量不确定度评定

测量不确定度及其评定不仅适用于计量领域中的检定、校准、检测,也可应用于社会经济、科学研究、工程建设、生活环境等一切与测量有关的其它领域。标准数字时钟在医院、学校、机场、工厂等需要提供高性能时间的场所具有广泛应用,因此标准数字时钟的测量不确定分析也很有实际应用意义。本文简单介绍了测量不确定度的历史起源及基本概念,着重阐述了标准数字时钟同步偏差的测量不确定度的评定步骤和计算方法,为从事计量检定工作的人员进行测量不确定度评定时提供参考。     

降低发动机试验稳态压力测量不确定度方法研究

为降低系统不确定度,分析试验台稳态压力测量系统的各不确定度来源,对降低稳态压力测量系统不确定度的重要因素进行分析并提出相应改进方法。采用压力传感器现场校准方法降低测量系统与检定系统差异引入不确定度,采用三次样条插值法对压力传感器进行温度补偿降低工作环境温度对压力传感器影响引入不确定度。经验证,两种改进方法有效降低了系统的不确定度,该改进方法在其他型号发动机试验以及相关组合件试验中具有重要的推广和应用价值。     

四种不同量程温度变送器0℃时的测量误差不确定度评定

参照JJF 1183-2007《温度变送器校准规范》,对四种不同量程温度变送器进行校准,本文仅选用了温度0℃时的校准状态,并对其测量误差的不确定度进行评定。温度变送器在其他温度下的校准状态和测量误差的不确定度评定与本文描述过程等同。     

基于流速面积法的明渠流量测量不确定度评定

针对ISO 748进行明渠流量测量不确定度评定,需在测量断面上设置充足的垂线数和测点,且没有考虑底层、表层和两边壁盲区流速插补引入的不确定度问题,提出了一种新型明渠流量测量不确定度评定方法。通过Fluent数值模拟,得出明渠断面垂线流速分布模型和横向平均流速分布模型。在实验测量中,根据两者流速模型分别计算出断面垂线测点不足和垂线数不足引入的不确定度,对明渠流量测量的不确定度进行了评定。结果表明,该方法提高了明渠流量测量不确定度评定的准确性。     

Advances of Barkhausen Emission Measurement

Barkhausen emission (BE) is a well-known phenomenon used in nondestructive testing techniques of ferromagnetic materials. The weaknesses of methods based on BE are related to the difficulties of ensuring measurement reproducibility because of the influence of the specimen on the measurement channel. In this paper, we propose a method of sensor calibration prior to measurement. To implement the calibration, a BE sensor is equipped with an additional calibration coil. The electrical pulse induced in the calibration coil is then used to reconstruct measured magnetic field pulses at the specimen surface.     

An Improved Method for the Evaluation of Uncertainty of Channel Power Measurement With a Spectrum Analyzer

This paper discusses issues in the uncertainty of power measurement performed with a superheterodyne spectrum analyzer. In particular, the channel power technique is considered, and an original and effective method is proposed based on the "Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement" for the uncertainty evaluation of channel power measurement. The method is based on the measurement of some suitable parameters associated to the input signal's spectrum and the use of a proper postprocessing formula. It allows a user to greatly simplify the computation of measurement uncertainty without loss of accuracy. The effectiveness of the method is verified experimentally. In particular, experiments are performed involving both laboratory- generated signals and some typical real-world digital communication signals. Helpful information and hints for the optimization of the spectrum analyzer setup and the reduction of uncertainty are Anally provided.     

双通道衰减测量系统的串扰分析

通过对双平衡混频器的分析,推导出双通道衰减测量系统串扰的分析模型,并对双通道衰减测量系统进行了泄漏测试,验证了分析结果。基于分析结果,得出本振通道的隔离度应不小于120 dB的设计,以使在100 dB量程,串扰影响不大于0.01 dB。串扰分析模型对毫米波双通道衰减测量系统的设计以及不确定度评定具有一定的参考价值。     

双误差回归在离子色谱法测定硫酸根不确定度评定中的应用

采用不确定度连续传递模式,建立了离子色谱法测定岩溶地下水中硫酸根分析结果不确定度的评定模型。评定结果表明,测定结果的不确定度主要来源于标准溶液引入的不确定度、曲线拟合产生的不确定度和测定过程引入的不确定度3部分。采用x,y的相对差,对校准曲线进行双误差回归,对评定过程中各个不确定度分量进行量化,最后通过计算合成得到硫酸根测定结果的不确定度评定模型。     

通信管道静摩擦系数标准器检定装置计量标准研究

介绍了通信管道静摩擦系数标准器检定装置计量标准的量传关系、组成、测量能力、主要技术参数、工作原理和检定方法,对可能影响检定装置测量结果准确性的因素进行了研究,确定了检定装置所用的标准试棒、采用的拉伸速度和对测量不确定度影响的因素。结果表明:检定装置所用的标准试棒与标准试件组成的摩擦副的静摩擦系数为0.120±0.005（拉伸速度为1.000mm/s）;温度和湿度对静摩擦系数的影响可以忽略;拉伸速度、重力加速度、标准试棒纵向中心线与推拉力计测头中心线重合度对测量结果均会造成影响,应作为B类不确定度分量加以评定。     

Evaluating Uncertainties in Interpolations Between Calibration Data for Thermocouples

Two methods for evaluating thermocouple calibration uncertainty over the temperature range of the calibration are presented, when the thermocouple is calibrated at only a few temperatures. The evaluation of the uncertainty at fixed-point temperatures is well established, but it is often not clear how the uncertainty arising from interpolation between fixed points can be determined. We present a conventional method, based on that described in the “Guide to the expression of uncertainty in measurement” (GUM), and a numerically-based Monte Carlo method, for quantifying the calibration uncertainty arising from the use of an interpolating polynomial defined by calibration data. The two methods are compared and found to be in excellent agreement, but the Monte Carlo method is, in general, more flexible, e.g., when measurements are described by non-normal distributions.