xsd石英晶体振荡器频率标准的不确定度评定

xsd石英晶体振荡器频率标准的不确定度评定

1频率增益测量根据jg181-2005的石英晶态频率测试规则，当温度为温度[（15.30）1]c，相对温度（65.15）%，电压为220（1.2%）时，采用频率倍数法进行测量。将XSD石英晶体振荡器输出频率和910R铷原子频率标准的标准频率加到P07D频标比对器相应的输入端,可以直接从P07D上直接读取经频差倍增后的频差值,也可以用PM6681R铷原子频标频率计测量P07D输出的频差值,本评定采用直接读取P07D输出的频差值。2数学模型A=As+δ式中:A——被测高稳定石英晶体振荡器频率值;As——参考频标的标准值;δ——被测参考频标频率的误差。3不确定基准分量的评估3.1输入as的标准不确定度uas的评估标准不确定度分量u(As)由以下2个分量合成,采用B类方法评定。3.1.1测半区间宽度a为510-11,测半区间宽度a为510-11,有910铷原子频率标准的检定证书给出的频率准确度为5×10-11,测半区间宽度a=5×10-11,可以认为在区间内误差是均匀分布的,取包含因子k=√3k=3√,则:u(As1)=a/k=2.89×10-113.1.2uas计算根据铷原子频率标准技术说明书给出的技术指标,采样时间为10秒时,其稳定度为1×10-11,即半区间宽度a=1×10-11,包含因子k=√3k=3√,则:u(As2)=(1×10-11)/√3=0.59×10-11u(As2)=(1×10−11)/3√=0.59×10−11,以上2项彼此独立,互不相关,因此:u(As)=√2∑i=1[u(Asi)]2=2.95×10-11u(As)=∑2i=1[u(Asi)]2−−−−−−−−−−−−−ue001⎷ue000ue000=2.95×10−113.2输入标准不确定组件u标准不确定度u(δ)主要有以下2个分量合成。3.2.1标准不确定度评定根据P07D的技术指标,当闸门10秒时,其最大相对误差为2×10-13,即半区间宽度a=2×10-13,在区间内均匀分布,包含因子k=√3k=3√,则标准不确定度采用B类方法评定:u(δ1)=(2×1013)/√3=1.16×10-13u(δ1)=(2×1013)/3√=1.16×10−13。3.2.2单次测量标准差a该不确定度分量采用A类方法评定,XSD高稳晶振输出5MHz,频差倍增次数为m=2×103,闸门10秒,连续测量10次,得到如下测量列:平均值为:¯Ai=1nn∑i=1Ai=9980.53857Ηz单次测量标准差s=√n∑i=1(Ai-ˉAi)2n-1=0.76×10-5kΗzu(δ2)=s/mf0=0.76×10-5/5×103×2×103=7.6×10-12输入量δ的各分项δ1与δ2彼此独立不相关,因此输入量的标准不确定度:u(δ)=√n∑i=1u2(δ2)=√(1.16×10-13)2+(7.6×10-12)2=7.6×10-124不确定标准的分量清单5合成标准不确定度u输入量As与δ彼此独立、互不相关,所以合成标准不确定度可按下式得到:uc(A)=√(2.95×10-11)2+(7.6×10-12)2=3×10-116扩展不确定度的评估取k=2,其扩展不确定度为:urel=2×3×10-11=6×10-117报告和表示不确定度高稳定石英晶体振荡器频率测量结果扩展不确定度为:urel=6×10-11,k=28定度定向分析本文通过对高稳定