Приложение J (справочное). Неопределенность измерений, обусловленная испытательным оборудованием

Приложение J
(справочное)

Неопределенность измерений, обусловленная испытательным оборудованием

J.1 Общие положения

Настоящее приложение содержит информацию, относящуюся к неопределенности измерений (MU) при установке испытательного уровня с учетом вопросов практического применения метода испытаний, установленного в нормативной части настоящего стандарта. Более детальная информация приведена в [1, 2] ¹⁾.

------------------------------

¹⁾_{Цифры в квадратных скобках указывают на ссылочные документы в J.4.}

------------------------------

В настоящем приложении приведен пример подготовки бюджета неопределенности, основанного на установке испытательного уровня. Другие параметры возмущающей величины, такие как частота модуляции, глубина модуляции, гармонические составляющие усилителя, также могут быть необходимыми для соответствующего рассмотрения в испытательной лаборатории. Методология, приведенная в настоящем приложении, рассматривается в качестве применимой для всех параметров возмущающих величин.

Вклад в неопределенность из-за неоднородности поля, включая влияние испытательной площадки, находится на рассмотрении.

J.2 Бюджеты неопределенности при установке испытательного уровня

J.2.1 Определение измеряемой величины

Измеряемая величина представляет собой гипотетическую напряженность электрического поля (в отсутствие ИО) в точке плоскости однородного поля (UFA), выбранную с использованием процесса 6.2.1, перечисление а), и 6.2.2, перечисление а) настоящего стандарта.

J.2.2 Вклады в MU измеряемой величины

Приведенная ниже диаграмма влияний (см. рисунок J.1) представляет собой пример влияний на установку уровня. Эта диаграмма применяется как при калибровке, так и в процессе испытаний, и следует понимать, что диаграмма не является законченной.

Для бюджета неопределенности (см. таблицы J.1 и J.2) были выбраны наиболее важные вклады из диаграммы влияний. Вклады, перечисленные в таблицах J.1 и J.2, представляют собой тот минимум, который должен быть использован для расчетов бюджета неопределенности, с тем чтобы применять сравнимые бюджеты для различных испытательных площадок или лабораторий. Следует отметить, что лаборатории могут включать в расчет MU дополнительные вклады, учитывая конкретные обстоятельства.

Рисунок J.1 - Пример влияний на установку уровня

J.2.3 Примеры расчетов для расширенной неопределенности

Необходимо учитывать, что вклады, которые применяют при калибровке и испытаниях, могут не быть одинаковыми. Это приводит к различным бюджетам неопределенности для каждого процесса.

В соответствии с настоящим основополагающим стандартом калибровку поля внутри камеры проводят до его воздействия на ИО при испытании. В зависимости от испытательной установки некоторые вклады при расчете MU допускается не учитывать. К ним относятся те, которые компенсируются при управлении уровнем выходной мощности усилителя, или те, которые остаются неизменными в период между калибровкой и испытанием (например, рассогласование между антенной и усилителем).

Пробник поля и оборудование для мониторинга мощности (для которого повторяемость имеет большее значение, чем абсолютные ошибки измерения и линейность) не включены в управление уровнем выходной мощности усилителя, и их вклады должны быть рассмотрены при оценке MU.

В таблицах J.1 и J.2 приведен пример бюджета неопределенности при установке уровней. Бюджет неопределенности состоит из двух частей, относящихся к неопределенности при калибровке и неопределенности при испытании.

Таблица J.1 - Процесс калибровки

Обозначение	Источник неопределенности Xi	U(xi)	Единица измерения	Распределение	Делитель	u(xi)	Единица измерения	сi	ui(y)	Единица измерения	ui(y)2
FP	Калибровка пробника поля	1,7	дБ	Нормальное, k = 2	2	0,85	дБ	1	0,85	дБ	0,72
РМc	Измеритель мощности	0,3	дБ	Прямоугольное	1,73	0,17	дБ	1	0,17	дБ	0,03
PAc	Быстрые колебания мощности усилителя	0,2	дБ	Прямоугольное	1,73	0,12	дБ	1	0,12	дБ	0,01
SWc	Точность установления уровня SW	0,6	дБ	Прямоугольное	1,73	0,35	дБ	1	0,35	дБ	0,12
											0,88
											0,94
					Расширенная неопределенность (CAL) U(y) k = 2						1,88 (дБ)

Таблица J.2 - Установка уровня

Обозначение	Источник неопределенности Xi	U(xi)	Единица измерения	Распределение	Делитель	u(хi)	Единица измерения	сi	ui(y)	Единица измерения	ui(y)2
CAL	Калибровка	1,88	дБ	Нормальное, k = 2	2.00	0,94	дБ	1	0,94	дБ	0,89
AL	Изменения размещения антенны и поглотителя	0,38	дБ	k = 1	1	0,38	дБ	1	0,38	дБ	0,14
РМt а)	Измеритель мощности	0,3	дБ	Прямоугольное	1,73	0,17	дБ	1	0,17	дБ	0,03
PAt	Быстрые колебания мощности усилителя	0,2	дБ	Прямоугольное	1,73	0,12	дБ	1	0,12	дБ	0,01
SWt	Точность установления уровня SW	0,6	дБ	Прямоугольное	1,73	0,35	дБ	1	0,35	дБ	0,12
SG	Стабильность генератора сигналов	0,13	дБ	Прямоугольное	1,73	0,08	дБ	1	0,08	дБ	0,01
											1,20
											1,10
					Расширенная неопределенность U(y) k = 2						2,19 (дБ)
a) Если управление выходным уровнем генератора сигналов основано на использовании измерителя мощности, то PMt включают в таблицу, т.к. стабильность и дрейф генератора сигналов, а также усилитель мощности должны быть учтены при рассмотрении. В настоящем примере усилитель мощности не учтен в качестве вклада в бюджет неопределенности, поскольку введен в управление выходной мощностью усилителя. Следовательно, достаточно рассмотреть вклад измерителя мощности.

J.2.4 Объяснение терминов

FP - комбинация неопределенности калибровки, нарушения балансировки пробника поля (анизотропии), частотного отклика и температурной чувствительности пробника поля. Как правило, эти сведения могут быть получены из технической документации на пробник или из сертификата калибровки.

РМ_c - неопределенность измерителя мощности, включая его сенсоры, получаемая из спецификации изготовителя (учитываемая с прямоугольным распределением) или из сертификата калибровки (учитываемая с нормальным распределением). Если один и тот же усилитель мощности используется для калибровки и испытания, этот вклад может быть уменьшен до вклада повторяемости и линейности измерителя мощности. Данный подход применен в таблице J.1.

РА_c - включает в себя неопределенность, вызванную быстрыми колебаниями усилителя мощности после достижения им установившегося режима.

SW_c - неопределенность, вызванная дискретным размером шага частоты генератора и временными окнами в программном обеспечении при установке уровня в процессе калибровки.

CAL - расширенная неопределенность, связанная с процессом калибровки.

AL - неопределенность, вызываемая передвижением и изменением местоположения антенны и поглотителей. В соответствии с Рекомендациями ISO/IEC 98-3 изменения местоположения антенны и поглотителя являются вкладами типа А, т.е. их неопределенность может быть оценена статистическим анализом серии наблюдений. Хотя вклады типа А, как правило, не являются частью неопределенности измерений оборудования, в данном случае они учтены вследствие их высокой важности и связи с измерительным оборудованием.

РМ_t - неопределенность измерителя мощности, включая его сенсоры, получаемая из спецификации изготовителя (учитываемая с прямоугольным распределением) или из сертификата калибровки (учитываемая с нормальным распределением). Если один и тот же усилитель мощности используется для калибровки и испытания, этот вклад может быть уменьшен до вклада повторяемости и линейности измерителя мощности. Данный подход применен в таблице J.2.

Этот вклад может быть исключен, если в процессе испытаний используют испытательную установку без управления выходной мощностью усилителя мощности (в отличие от рисунка 7 настоящего стандарта). В этом случае должны быть учтены неопределенности, связанные с генератором сигналов и усилителем мощности.

РA_t - включает неопределенность, вызванную быстрыми колебаниями усилителя мощности после достижения им установившегося режима.

SW_t - неопределенность, вызванная дискретным размером шага частоты генератора и окнами в программном обеспечении при установке уровня в процессе калибровки.

SG - неопределенность, вызванная дрейфом генератора сигналов в течение времени ожидания на частоте.

J.3 Применение

Рассчитанное значение MU (расширенная неопределенность) может быть использовано во многих задачах, например при установлении в стандарте на продукцию или при аккредитации лаборатории.

Не предполагается, что результаты этих расчетов будут использованы для корректировки испытательного уровня, применяемого для ИО в процессе испытания.

J.4 Ссылочные документы

[1]	IEC ТС77 document 77/349/INF, General information on measurement uncertainty of test instrumentation for conducted and radiated r.f. immunity tests (Общая информация о неопределенности измерений испытательного оборудования для испытаний на устойчивость к кондуктивным и излучаемым радиочастотным помехам)
[2]	UKAS, M3003, Edition 2, 2007, The Expression of Uncertainty and Confidence in Measurement (Выражение неопределенности и достоверности при измерениях)
[3]	ISO/IEC Guide 98-3:2008, Uncertainty of measurement - Part 3: Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM:1995) (Неопределенность измерений. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерений)