荧光量子效率绝对法测量系统校准及不确定度评定

荧光量子效率是发射与吸收的光子数之比,是表征荧光材料发光性能的关键参数。然而,用于绝对法测量荧光量子效率的光路和探测器未经校准溯源或是校准方法不当,会造成测量光谱的不准确,进一步影响荧光量子效率计算结果的不准确。采用汞氩灯对单色仪进行校准,保证了激发波长和发射波长的准确性,利用标准辐射源对光路、发射单元单色仪和探测器进行光谱相对强度校准,保证了激发波段和发射波段光谱相对强度的准确性;最后从测量模型出发,对测量不确定度进行了分析,得到在300~360nm的激发光波段和370~900nm的发射光波段内相对合成标准不确定度为3.58%,相对扩展不确定度为7.16%,k=2。通过对单色仪波长校准以及对光谱相对强度进行校准,为荧光量子效率的准确测量提供了参考。     

LPG加气机检定仪的校准及不确定度评定

论述了LPG加气机检定仪的校准依据、方法、设备和程序，并进行了测量不确度评定。实验结果表明：影响加气机检定仪校准结果的不确定因素主要包括LPG液体温度、压力、平衡蒸气压、瞬时流量、加气机检定仪的分辨力、温度补偿以及压力补偿。此外，通过测量结果的不确定度评定亦表明：基于称重法的LPG流量标准装置的设计原理正确，测量准确度高，完全可满足加气机检定仪的检定和校准要求。     

β射线剂量仪校准因子不确定度分析

为准确评估β射线剂量仪校准因子的不确定度,将经过溯源的薄窗电离室放置在β射线辐射场的测量点处进行测量得到剂量率参考值,然后采用替代法将β射线剂量仪放在同一位置进行测量得到指示值,通过二者的比值得到β射线剂量仪的校准因子,并对校准因子的不确定度进行评定。不确定度的来源主要包括参考辐射场的均匀性、替代法测量过程中位置的一致性、显示值的统计标准偏差等。结果表明在校准过程中,通过提高参考辐射场的均匀性和参考位置的一致性可以改善校准因子的不确定度。     

参考级直流标准电压源自动校准系统

针对参考级直流标准电压源范围宽、指标高,校准流程复杂的问题,研制了一套基于程控低热电势开关矩阵的参考级直流标准电压源自动校准系统。介绍了系统的组成、低热电势开关矩阵的研制、参考级直流标准电压源的校准方法,并对系统进行了不确定度评估,经评定直流电压100V不确定度达到2×10^-6(k=2)。     

无线温度验证仪测量装置不确定度分析

温度验证仪测量装置的性能直接影响到验证仪的测量结果,文章介绍了温度验证仪的组成和计量特性,分析了影响示值结果不确定度的相关因素,对无线温度验证仪温度偏差校准结果的不确定度进行了评定,计算得出温度验证仪测量结果的扩展不确定度为U=0.02℃(k=2)。根据各不确定度分量判断出对装置性能影响较大的因素,并提出可行性的改进方案。     

激光跟踪仪校准中的测量不确定度评估

介绍了LTD500/LTD640/AT901-B激光跟踪仪示值校准结果的测量不确定度的评定过程,并验证了该方法的可靠性。对于目前激光跟踪仪示值校准过程的解决方案提出了一些自己的见解。即:如何在确保系统精度符合性要求的前提下,依据激光跟踪仪的用户的实际使用状况及各项标准测量不确定度的分量对测量结果影响的权重,来有效地选用校准仪器和确定被校仪器其校准项目及校准方法。     

安全阀在线校验仪的一种溯源方法

对安全阀在线校验仪进行校准是实现测量数据量值溯源,保证测量结果准确、一致的重要手段。分析了安全阀在线校验仪的测量原理和技术指标,提出一种以标准测力仪为参考标准对安全阀在线校验仪进行校准的方法,介绍了该校准方法的控制要求和实施步骤,对校准结果的不确定度进行了分析评价。     

半径三角仪校准方法研究

半径三角仪依据卧式金属罐检定规程设计用于测量金属罐曲线体半径,本文针对半径三角仪主测量尺示值误差与两测角对称性误差的计量需求提出了一种校准方案,给出具体校准方法,同时对主测量尺示值误差校准进行了不确定度分析,并给出了不确定度评定结果.     

微波功率校准能力测量审核影响因素分析

测量审核指通过两个实验室间的比对,按照预先制定的准则评价参加者的能力。本文针对实验室参加微波功率校准能力的测量审核,对功率敏感器校准因子的不确定度进行评定,详细分析了校准过程中的影响因素,并提出了解决方案。测量审核结果为满意。     

在校准音准仪标准音高时的不确定度探讨

本文从音准仪的定义、使用范围的表述引伸到不确定度评定时典型参数和单位与量的选择、数学模型的确定以及测量方法的简单论述,并选择了比较常用具有代表性的指针式音准仪进行校准和不确定评定。对标准音高测量重复性进行A类评定的标准不确定度与采用B类方法评定的音准仪标准音高指示零线重合偏差标准不确定度之间的相关性进行了讨论。通过不确定度评定实例,得到肯定结论:频率最大允许误差为±n×10-6、分辨力为1mHz的频率合成标准信号发生器可以校准允差为±1音分或±2音分的指针式音准仪;指出影响测量扩展不确定度的两个关键因素并为校准更高准确度的音准仪给出了有效方法和关键措施。     

一种基于三端口网络的互感器电压串联加法

1954年Zin E和Forger K成功研究出互感器串并联电压加法线路;1988年国家高电压计量站成功研究出互感器双边串联电压加法线路,2006年使用串联型电压互感器进行双边电压加法,2008年试验电压达到1000/3kV,电压比不确定度不大于4×10^-5(P=95%)。要进一步减小电压比的不确定度,需要最大限度地消除串联型电压互感器的屏蔽误差以及邻近干扰误差。除了设计电磁屏蔽更完善的串联型电压互感器外,还可以使用三端口网络理论实施电压加法,通过三端口网络的响应叠加性,使得在加法过程中的屏蔽误差和邻近干扰误差很大程度上得到补偿。2013年使用广东电网电力科学研究院的500kV工频电压比例自校系统装置进行了验证试验。与1988年数据相比,110/3kV电压下的屏蔽误差从18×10^-6减小到1.5×10^-6,与2006年数据相比,500/3kV电压比例不确定度从15×10^-6减小到7×10^-6(P=95%)。     

1000V多盘感应分压器标准建立

中国计量科学研究院研制了一台1000V多盘感应分压器标准装置,用作工频1000V电压比例标准。该装置使用了一种基于互感器注入的误差补偿技术,可准确提供从1×10^-8到1的宽范围比例出。感应分压器的误差校验使用了包含三同轴屏蔽技术的改进型参考电势增量法,并设计了多比例参考互感器以便对感应分压器进行整体校验。所研制的感应分压器准确度优于1×10^-7,校准结果不确定度小于2×10^-8。     

电子式电流互感器校验方法研究

提出一种校验电子式电流互感器模拟量输出和数字量输出的方法,该方法基于采样测量技术,测量标准电流互感器和被校电子式电流互感器的二次输出,比较二者的差异得到被校电子式电流互感器的比值误差和相位误差。详细分析了电子式电流互感器模拟量输出及数字量输出校验方法的测量误差,论证了该方法的合理性和可行性。根据该方法研制的校验装置样机在国家高电压计量站进行了校准测试,测试结果表明,所研制的校验装置满足校验0.2及以下等级计量用电子式电流互感器的准确度要求。     

面向能量天平同步测量的磁链差测量方法研究

能量天平法作为一种质量量子基准研究方案,其中磁链差测量是能量天平测量过程的核心,其基本原理是对线圈感应电压的时间积分进行测量。原有的磁链差测量方法是基于数字积分原理的,当其应用于能量天平同步测量方法中时,难以克服数据采集卡的本征弱点,无法满足10^-8量级的相对标准不确定度需求。为此,基于双积分型模数转换器(ADC)提出了一种模拟积分测量原理的磁链差测量方法。该方法利用双积分型ADC的模拟积分测量特性,消除原方法中电平保持采样过程引入的测量误差;通过定序触发多个并联的ADC进行接续测量,去除ADC数字量化过程引入的测量死区;配合使用多ADC分时清零方法,抑制时变噪声累积导致的测量分散性。测试结果表明,在同步测量过程中应用上述方法之后, 磁链差测量的相对标准不确定度由原来的10^-6量级抑制至1.7×10^-8。     

A Simple Method for the Calibration of Traditional and Electronic Measurement Current and Voltage Transformers

The calibration of measurement transformers represents a classical task in the practice of electrical measurements. Most commercial instruments that are expressly designed for this purpose found their working principle on a scheme that is based on the idea of Kusters and Moore. Although they can assure very high accuracy, the need to employ a high-performance electromagnetic circuit makes them very expensive and usually not suitable for measurements at frequencies that are higher than 50 or 60 Hz. For this reason, these kinds of instruments cannot be employed for the calibration of the new generation of current and voltage transducers, such as electronic measurement transformers, whose employment is growing in all the applications where wide bandwidth is required. In this paper, a new method for the calibration of electromagnetic voltage and current measurement transformers (VTs and CTs) and electronic voltage and current measurement transformers (EVTs and ECTs) is discussed, and a deep metrological characterization is carried out. The novelty of the proposed method is represented by a completely different approach to the measurement of the ratio and phase errors of the measurement transformers. The method is based on the proper digital signal processing of the signals that are collected at the secondaries of the transformer under test and of a reference transformer when the same signal is applied to their primary. Since no auxiliary electromagnetic circuits are required, this solution can be easily implemented in a simple and cost-effective way. In spite of its simplicity, the tests that are developed on a prototype clearly point out that the proposed system is suitable for the calibration of measurement transformers with precision class up to 0.1 in the frequency range from 50 Hz to 1 kHz.     

酸性橙II纯度标准物质的研制

质量平衡法是确定有机类标准物质纯度的经典方法,利用质量平衡法研制了GBW(E)100373酸性橙Ⅱ纯度标准物质,介绍了标准物质样品的制备、均匀性检验、稳定性检验、定值、不确定度评定及比对和验证等严格的研发程序。最终获得了纯度认定值为99.2%,相对扩展不确定度为1.0% (k=2)的酸性橙II纯度标准物质,可以在食品和化妆品分析中的仪器校准和方法评定等领域发挥重要作用。     

Automation and Evaluation of Two Different Techniques to Calibrate Precision Calibrators for Low Frequency Voltage Using Thermal Devices

Low frequency (LF) voltage and current are important parameters in electrical metrology. The standards for LF voltage and current are established by assigning AC–DC transfer difference to thermal devices, i.e. thermal converters or thermal transfer standard along with current shunts. Automated calibration systems have been developed based on Null method and measurement technique developed by Budovsky for calibration of precision calibrator in LF voltage and current against thermal devices. The technique based on the Algorithm developed by Dr. Ilya Budovsky (National Metrology Institute (NMI), Australia) has been compared with the conventional null technique. Indigenously developed software has been used to calibrate the precision calibrator in the entire LF voltage and current range using Holt thermal converters and current shunts. Calibration results at 1 V, 10 V in the frequency range from 10 Hz to 1 MHz as well as calibration results of 1 A in the frequency range from 40 Hz to 10 kHz are presented in this paper. These result shows that the measurement technique developed by Budovsky has reduced the complexity of AC–DC transfer measurements, measurement time and the uncertainty in measurement.     

比较法真空标准漏孔校准方法研究

比较法校准真空标准漏孔是通过四极质谱计比较气体流量计提供的标准气体流量与被校真空标准漏孔产生的离子流获得校准值。主要介绍了比较法真空标准漏孔的校准方法、装置原理、校准过程及校准结果的处理等,并提出了减小测量不确定度的影响因素。     

直流高压电阻分压器泄漏电流测量研究

介绍了一种测量直流高压电阻分压器泄漏电流的装置。该装置采用ZigBee无线通信技术,通过独立电源供电的方式,避免了因高压电场导致测量仪器损坏的风险,解决了分压器在高电压工作状态下难以测量泄漏电流的问题。通过采用同步采样的方法,有效克服了高压电源纹波和漂移对测量精度的影响,泄漏电流测量不确定度优于9.8×10^-6 V,k=2。     

4πγ电离室活度标准装置测量系统的建立及性能测试

基于汤姆逊平衡法原理建立了4πγ电离室活度标准装置的测量系统,该系统由高压电源、电压测量及补偿电路、测控软件组成。利用汤姆逊平衡法原理测量微弱电流,可以有效减小系统的漏流,减小本底电流对测量结果的影响,经测试该系统的本底电流小于3×10^-14A。通过对测量系统的重复性、稳定性、线性和角响应等性能测试,结果表明,该测量系统能够满足4πγ电离室活度标准装置的要求。