[摘 要]時間是自然科學(xué)中的一個重要的物理量，在軍品、電子產(chǎn)品生產(chǎn)中，有許多等效長度、距離等重要參數(shù)的測量，而該參數(shù)是由測量時間參數(shù)的方法來確定的。為了確保產(chǎn)品質(zhì)量，給研制生產(chǎn)提供準(zhǔn)確時間、等效長度和距離等參數(shù)，就必須保證和它們對應(yīng)的時間參數(shù)的準(zhǔn)確性，選擇精密時間間隔測量儀就顯得尤為重要，以下本文分析關(guān)于精密時間間隔測量儀測量不確定度。

　　[關(guān)鍵詞]核心期刊論文發(fā)表,時間間隔,不確定度,均勻分布

　　1.引言

　　不確定度是對測量工作的質(zhì)量和測量結(jié)果可信程度的評價，其來源是由測量設(shè)備、測量環(huán)境、測量人員、測量方法和被測對象。在計量工作中，不確定度不但用以說明基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)、檢定測試水平，作為量值傳遞的依據(jù)，還用來表明儀器設(shè)備的質(zhì)量。為了滿足科研生產(chǎn)的需求，確保時間、等效長度和距離等參數(shù)的準(zhǔn)確可靠，特建立此項計量標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.裝置組成和工作原理

　　本裝置由HP5370B精密時間間隔測量儀和FEG-1快沿脈沖發(fā)生器組成(圖1)。

　　本裝置依據(jù)的檢定規(guī)程：JJG723-2008時間間隔發(fā)生器檢定規(guī)程，校準(zhǔn)/檢定方法：采用直接測量法，對時間信號進(jìn)行校準(zhǔn)/檢定開展的檢定項目：延遲時間、時間間隔、脈沖寬度

　　3.主要性能指標(biāo)

　　HP5370B精密時間間隔測量儀主要性能指標(biāo)

　　量程范圍：10ns～1s+方式;準(zhǔn)確度：±1ns±時基誤差

　　4.時間間隔測量不確定度評定

　　該檢定裝置由HP5370B精密時間間隔測量儀和FEG-1快沿脈沖發(fā)生器組成，所以不確定度來源主要是HP5370B測量準(zhǔn)確度和FEG-1快沿脈沖發(fā)生器的快沿誤差。

　　4.1 不確定度的來源

　　1)測量結(jié)果重復(fù)性引入的不確定度;

　　2)測量標(biāo)準(zhǔn)5370B的誤差極限引入的不確定度;

　　3)測量標(biāo)準(zhǔn)5370B的分辨力引入的不確定度;

　　4)快沿脈沖發(fā)生器FEG-1前沿引入的不確定度;

　　(注：環(huán)境溫度和測量方法引入的不確定度忽略不計)

　　4.1.1 測量結(jié)果重復(fù)性引入的不確定度，按A類方法評定。

　　在標(biāo)準(zhǔn)裝置正常工作下，選用延遲線作為被測儀器，選定20米為被測點(diǎn)，在短時間內(nèi)測量重復(fù)觀測10次，得到10個觀測值，測量結(jié)果如(表1)：(單位ns)

　　則：

　　4.1.2 測量標(biāo)準(zhǔn)5370B的ns誤差極限引入的測量不確定度，按B類方法評定。按均勻分布=，

　　B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

　　4.1.3 5370B分辨力100ps引入的測量不確定度，按B類方法評定。

　　按均勻分布=，

　　B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

　　4.1.4 快沿脈沖發(fā)生器FEG-1前沿250ps引入的不確定度， 按B類方法評定。按均勻分布=，

　　B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

　　4.2 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

　　由于不確定度各分量之間獨(dú)立且不相。

　　則：合成準(zhǔn)不確定度為：

　　4.3 擴(kuò)展不確定度

　　查t分布 當(dāng)P=95.45%時，

　　則：擴(kuò)展不確定度

　　5.時間間隔測量重復(fù)性

　　測量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性用觀測值實(shí)驗標(biāo)準(zhǔn)偏差表征，重復(fù)性應(yīng)小于合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的三分之二。在標(biāo)準(zhǔn)裝置正常工作下，選用延遲線作為被測儀器，選定20米為被測點(diǎn)，在短時間內(nèi)測量重復(fù)觀測10次，得到10個觀測值，測量結(jié)果如(表2)：(單位ns)

　　6.時間間隔測量穩(wěn)定性：

　　測量標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定性用實(shí)驗標(biāo)準(zhǔn)偏差表征，在標(biāo)準(zhǔn)裝置正常工作下，選用延遲線作為被測儀器，選定20米為被測點(diǎn)，在短時間內(nèi)重復(fù)測量6次，取6個觀測值的算術(shù)平均值作為一次觀測結(jié)果，每隔一個月觀測一次，共測4次，測量數(shù)據(jù)如(表3單位ns)：

　　7.時間間隔測量不確定度的驗證

　　用本檢定裝置5370B的示值Y與上級計量部門出具的檢定證書中給出的標(biāo)準(zhǔn)值Y0進(jìn)行比較，取100ns、1μs，10μs點(diǎn)為例，結(jié)果如(表4)：

　　8.結(jié)論

　　根據(jù)對整套裝置不確定度的評定及驗證結(jié)果，該裝置穩(wěn)定可靠，滿足建標(biāo)要求，符合JJG723-2008時間間隔發(fā)生器檢定規(guī)程要求，可以開展比本標(biāo)準(zhǔn)精度低3倍的延遲時間、時間間隔、脈沖寬度校準(zhǔn)/檢定工作。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》.

　　[2] JJG723-2008時間間隔發(fā)生器檢定規(guī)程.

　　[3] HP5370B說明書.