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

　　[關鍵詞]核心期刊論文發表,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量和測量結果可信程度的評價，其來源是由測量設備、測量環境、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標準、檢定測試水平，作為量值傳遞的依據，還用來表明儀器設備的質量。為了滿足科研生產的需求，確保時間、等效長度和距離等參數的準確可靠，特建立此項計量標準。

　　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快沿脈沖發生器組成(圖1)。

　　本裝置依據的檢定規程：JJG723-2008時間間隔發生器檢定規程，校準/檢定方法：采用直接測量法，對時間信號進行校準/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

　　HP5370B精密時間間隔測量儀主要性能指標

　　量程范圍：10ns～1s+方式;準確度：±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快沿脈沖發生器組成，所以不確定度來源主要是HP5370B測量準確度和FEG-1快沿脈沖發生器的快沿誤差。

　　4.1 不確定度的來源

　　1)測量結果重復性引入的不確定度;

　　2)測量標準5370B的誤差極限引入的不確定度;

　　3)測量標準5370B的分辨力引入的不確定度;

　　4)快沿脈沖發生器FEG-1前沿引入的不確定度;

　　(注：環境溫度和測量方法引入的不確定度忽略不計)

　　4.1.1 測量結果重復性引入的不確定度，按A類方法評定。

　　在標準裝置正常工作下，選用延遲線作為被測儀器，選定20米為被測點，在短時間內測量重復觀測10次，得到10個觀測值，測量結果如(表1)：(單位ns)

　　則：

　　4.1.2 測量標準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類標準不確定度為：

　　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類標準不確定度為：

　　4.1.4 快沿脈沖發生器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類標準不確定度為：

　　4.2 合成標準不確定度

　　由于不確定度各分量之間獨立且不相。

　　則：合成準不確定度為：

　　4.3 擴展不確定度

　　查t分布 當P=95.45%時，

　　則：擴展不確定度

　　5.時間間隔測量重復性

　　測量標準的重復性用觀測值實驗標準偏差表征，重復性應小于合成標準不確定度的三分之二。在標準裝置正常工作下，選用延遲線作為被測儀器，選定20米為被測點，在短時間內測量重復觀測10次，得到10個觀測值，測量結果如(表2)：(單位ns)

　　6.時間間隔測量穩定性：

　　測量標準穩定性用實驗標準偏差表征，在標準裝置正常工作下，選用延遲線作為被測儀器，選定20米為被測點，在短時間內重復測量6次，取6個觀測值的算術平均值作為一次觀測結果，每隔一個月觀測一次，共測4次，測量數據如(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準值Y0進行比較，取100ns、1μs，10μs點為例，結果如(表4)：

　　8.結論

　　根據對整套裝置不確定度的評定及驗證結果，該裝置穩定可靠，滿足建標要求，符合JJG723-2008時間間隔發生器檢定規程要求，可以開展比本標準精度低3倍的延遲時間、時間間隔、脈沖寬度校準/檢定工作。

　　參考文獻

　　[1] JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》.

　　[2] JJG723-2008時間間隔發生器檢定規程.

　　[3] HP5370B說明書.