示波器测量脉冲信号测量结果的不确定度分析与评定

示波器测量脉冲信号测量结果的不确定度分析与评定
数字示波器因为操作便捷，过程简洁方便，信号可以及时的传递等良好的性能，所以在相关的检测领域得到了广泛的使用，本篇文章结合了相关的示波器对其测量脉冲信号测量结果的不确定度进行了相应的分析。

标签：示波器；脉冲信号；不确定度
因为数字示波器在对相关测量的项目的分析、传递电信号幅度与时间等方面有较好的优点能够较为精确的测试各种交、直流信号，生动明显的反映被检测信号的基本内容和特点，这让示波器在脉冲测量领域成为了最常用也最基本的一种仪器。

脉冲信号测试的项目主要包括幅度、频率以及脉宽等方面，但是不同的使用者测量得出的结果会存在一定的偏差，而且示波器测量脉冲信号测量结果存在一定的不确定性，在这篇文章中结合了相应的检测仪器对脉冲信号的幅度、频率和脉冲宽度进行了测量，并根据测量的过程和结果对导致结果不確定度的因素进行了相应的分析评定。

一、测量结果的不确定度的概念
测量结果的不确定度和处理结果的误差不是同一个概念，他们存在相应的区别，测量结果的不确定度是测量结果带来的一个参数，参数表示表征合理的赋予，被测量值的分散性，而测量的误差是指测量所得出的数据与实际的数据之间的差值，是测量的数值接近和被测物体数值的程度[1]。

二、脉冲信号测量
7 （一）测量原理
通过是德科技的DSO 6052A型号的数字示波器对某种脉冲信号进行了测量，如图1，把测量仪器与脉冲信号相连接的原理。

首先把脉冲信号和示波器的CH1的输入通道连接起来，并把垂直偏转系数以及水平扫描的时间等设置在合理的程度，显示波形要占显示屏的五分之四左右是最合适的。

对触发电平进行相应的调整，直到显示波形趋于稳定为止。

（二）计算方法
在进行相关的测量时脉冲信号的波动幅度，波动频率以及脉冲的宽度时示波器直接读出的，其计算公式如下：（在公式中ΔY表示被测量的脉冲信号的绝对误差；Yx表示被测量的脉冲信号的标称值；YN表示被测量的脉冲信号的实测值）
ΔY=Yx-YN
三、脉冲信号测量结果的不确定度的分析与评定
（一）脉冲信号幅度测量结果的不确定度的分析与评定
脉冲信号幅度的结果是通过示波器直接读取的，而脉冲信号幅度的不确定度主要是由以下几个方面产生的。

第一，在测量重复性时所采用的标准不确定度uA，这种不确定度是所采用的检测仪器的稳定性能以及子检测过程中随机生成的。

第二，因为示波器的测量幅度的精准度不够所引用的标准不确定度UB1。

第三，因示波器在脉冲幅度测量的读数中为显示分辨率而引用的标准不确定度UB2。

在测量重复性时所引入的标准不确定度uA能够根据多次重复的测量得到相应的数据，并通过相应的方法计算出标准不确定度。

对此进行了相关的测试，并对幅度值进行了六次测量得出了表1中的测量数值。

因为数字示波器在幅度测量的读数中显示分辨率而引入的标准不确定度UB2，这种不确定度是通过示波器A/D转换器的位数所决定的。

合成标准不确定度UC，在进行ΔA测量时是通过双光标，所以DSO 6052A号示波器的电平测量的水平光标分辨率使用的不确定度是分为两次进行计算的，得到以下的合成标准不确定度：
（二）脉冲频率测量结果不确定度的分析与评定
脉冲信号的频率的检测通过示波器直接读取，它的不确定因素主要是因为，在测量脉冲信号重复性的不确定度uA这是由于所使用的检测仪器的稳定性能以及在检测过程中随机生成的。

第二，因为示波器的测量频率的精准度不够所引用的标准不确定度uB1。

第三，因示波器在脉冲频率测量的读数中为显示分辨率而引用的标准不确定度uB2。

在测量重复性时所引入的标准不确定度UA能够根据多次重复的测量得到相应的数据，并通过相应的方法计算出标准不确定度。

对此进行了相关的测试，并对频率值进行了六次测量得出了表2中的测量数值。

（三）脉冲频率测量结果不确定度的分析与评定
脉冲信号的宽度的检测结果通过示波器直接读取，它的不确定因素主要是因为，在测量脉冲信号重复性的不确定度uA这是由于所使用的检测仪器的稳定性能以及子检测过程中随机生成的。

第二，因为示波器的测量宽度的精准度不够所引用的标准不确定度uB1。

第三，因示波器在脉冲宽度测量的读数中为显示分辨率而引用的标准不确定度uB2。

对此进行了相关的测试，并对宽度值进行了六次测量得出了表3中的测量数值。

四、结语
本文对示波器测量脉冲信号测量结果的不确定度分析与评定进行了描述，脉冲信号的测量主要是脉冲信号的幅度、频率以及宽度三个方面，在这几个方面中测试不确定度的原因基本相同。

参考文献：
[1]冯继伟，柏航，黄运来.数字示波器校准测量结果不确定度评定[J].计量与测试技术，2013年（40）：79-80.
[2]史永彬，于蒙，李迪.示波器测量脉冲信号测量结果的不确定度分析与评定[J].理论与方法，2016年（3）：50-53.。