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    实验报告-瓦级标准超声功率源

    时间：2020-11-08 10:54:29 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人 蒲公英阅读网手机站

    相关热词搜索：超声 功率 实验

    　《瓦级标准超声功率源检定规程》实验报告

    　 瓦级标准超声功率源检定规程编制组

    　2020 年 年 6 月 月

    　 《瓦级标准超声功率源检定规程》 实验报告

    　 目 目 录

    　《瓦级标准超声功率源检定规程》实验报告 ..................................................................................... 3 1 实验介绍 ............................................................................................................................................. 3 2 计量特性 ............................................................................................................................................. 4 2.1 声功率示值相对误差 ....................................................................................................................... 4 3 实验结果 ............................................................................................................................................. 4 3.1 声功率示值相对误差 ....................................................................................................................... 4 4 不确定度评定 ..................................................................................................................................... 5 4.1 声功率示值相对误差的测量不确定度评定 ................................................................................... 5

    　《瓦级标准超声功率源检定规程》实验报告

    　1 实验介绍 实验目的：验证《瓦级标准超声功率源检定规程》(征求意见稿)的科学合理性。

    　时间：2020年5月～2020年6月 地点：广东省计量科学研究院一楼国家超声功率基准实验室 环境条件：温度：（20~26）℃，相对湿度：（20~80) %

    　 实验样机：广东省计量科学研究院研制的瓦级标准超声功率源 使用仪器包括：

    　 瓦级超声功率国家基准装置  高频电压表  绝缘电阻测试仪

    　2 计量特性

    　2.1 声功率示值相对误差 瓦级标准超声功率源输出 10 W 功率点上进行试验验证，验证的样机具有监测电压闭环控制的标准功率信号源，只需通过瓦级超声功率国家基准装置进行声功率的测量，验证其声功率输出的示值相对误差。

    　主要以声功率示值相对误差来对瓦级标准超声功率源的性能进行确认。

    　3 实验结果 3.1 声功率示值相对误差 选择瓦级标准超声功率源输出 10 W 的声功率，瓦级超声功率国家基准装置采用反射靶进行测量，图 1b 装置所示：

    　1 — 天平； 2 — 天平控制； 3 — 换能器； 4 — 靶； 5 — 侧面吸声体。

    　图 1 检定装置示意图(a)吸收靶

    　(b)凹圆锥形反射靶 对 10 W 输出声功率进行 6 次测量，得到的测量结果见表 1。

    　表 1 测量结果 参考点（W）

    　天平读数(g) 水温（℃）

    　转换系数（mg/W）

    　等效功率（W）

    　10 1.17942 23.2 116.884 10.09 10 1.16958 23.2 116.884 10.01 10 1.17107 23.2 116.884 10.02 10 1.17211 23.2 116.884 10.03 10 1.18000 23.2 116.884 10.10 10 1.17118 23.2 116.884 10.02

    　4 不确定度评定 4.1 声功率示值相对误差的测量不确定度评定 4.1.1 数学模型 P P Pi i  

    　式中：

    　ΔP i ——被检瓦级标准超声功率源声功率值的误差，W； P i ——被检瓦级标准超声功率源的声功率值，W； P ——瓦级计量基准（副基准）装置实测值，W。

    　方差及灵敏度系数 由于 f(P,P i )中的 P，P i 互不相关，故其合成方差为：

    　) ( ) ( ) ( ) ( ) (2 2 2 2 2i i i cP u P c P u P c P u   

    　式中灵敏度系数为：

    　1) () () (  iiiPPP c

    　1) () () (  PPP ci 4.1.2 标准不确定度的 A 类评定 定位误差重复性的标准偏差测量结果见表 1。从表 1 中可以得到 6 次独立测量的数据：10.09 W、10.01 W、10.02 W、10.03 W、10.10 W、10.02 W。

    　（1）6 次独立测量结果的算术平均值为 iP 10.04 W。

    　（2）6 次测量结果的标准偏差为 1 np Psi i0.039 W，则 A 类相对标准不

    　确定度为：

    　 iPsu A 0.39 %。

    　4.1.3 标准不确定度的 B 类评定 由瓦级计量基准装置引入的不确定度B1u

    　瓦级计量基准装置的扩展不确定度是 U rel =3.5%，k=2，故瓦级计量基准引入的标准不确定度为 B1u 1.75%。

    　由声速变化引入的标准不确定度B2u

    　2) 74 ( 0245 . 0 1557 t c t   

    　) () () () (222t utcc utt 

    　若测量温度为 23℃，测量温度变化±3℃时，以均匀分布考虑：

    　73 . 133) (   t u

    　则 32 . 4 73 . 1 )] 23 74 ( 0245 . 0 2 [ ) (      tc u

    　% 29 . 03 . 149332 . 4 ) (B2  ttcc uu

    　以上分量独立无关，合成标准不确定度为 % 82 . 1 %) 29 . 0 ( %) 75 . 1 ( %) 39 . 0 (2 2 2B2 B1 A      u u u u c

    　取包含因子 k=2，其扩展不确定度 U rel =ku c

    　% 64 . 3 % 82 . 1 2rel   U

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