技术能力比对中数字示波器时基检定结果异常值的分析

张鸿程

（广东省江门市质量计量监督检测所，广东 江门 529000）

数字示波器技术能力比对中，要对时基检定结果的异常值进行综合分析，从而能够有效地确定相关检定结构的有效性。本文对数字示波器技术进行了简单概述，并对数字示波器技术能力进行检定的必要性进行了探析，介绍了在进行比对数据过程中采用的方法，比如归一化偏差法的使用等，并结合具体的实验结果，对时基检定结果异常值进行综合分析，减少检定结果误差，从而能够有效完成对数字示波器的检定，使其能够更好地完成电子设备的设计和维修工作。

1 数字示波器技术的概述

电力技术的不断发展彻底改变了人们的生活。因此，保障这些电子设备的正常运转就变得非常重要。为了能够更好地完成对电子设备的检修工作，数字示波器的作用就变得尤为重要。该装置能够对交流电或者脉冲电流以波的形式进行显示，是由电子管放大器、阴极射线管等各部件组合而成的，利用数据采集、A/D转换等一系列技术制造出来的高性能示波器，一般来讲，都能对所测的电学物理量进行初步分析，甚至具备数据存储等功能，更方便相关工作的顺利进行[1]。

2 进行检定的必要性探析

数字示波器技术对于电子设备的设计以及维修工作都是非常重要的，一个细微的测量误差，就可能对接下来的工作产生不利影响，因此，为了能够获得较为准确的测量数据，对示波器技术进行检定工作就变得十分必要了。其检定过程中，主要由主持实验室制订相应的传递标准，并由各个参比实验室按照顺序进行传递，从而使其在规定时间内，完成相应的评定任务。其中，由主持实验室将评定结果进行统计和分析处理，并综合评价各个参比实验室示波器及其能力。并通过归一化偏差法，完成对计算结果的处理[2]。

3 比对数据过程中采用的方法

3.1 归一化偏差法的使用

为了能够对实验室测量数据进行一定的结果分析，从而能够有效对结果综合分析，因此在进行比对的过程中，要根据归一化偏差法的公式进行计算。其中规定归一化偏差为En，同时，另外的实验实验室的测量结果规定为Aj，其中的j为实验室的次序，同时Uj的角标j为其中在第j个实验室中进行的测量结果中的扩展测量不确定度，因此，该公式表示如下：

其中，当En的绝对值小于或者等于1的时候，可以与认定该方法能够判定实际数值和测量数值的结果保持一致，即符合相关检定标准，但是如果当En的绝对值大于1的时候，可以认定该方法中，实际数值和测量数值的结果并不能保持一致，其测量结果判断为离群状态。

3.2 参考值法和算术平均法

在归一化偏差法的数据处理过程中，为了能够获得良好的数据信息，如式（1）中的As，以及相应的Us等具体数值的确定，其中需要诸城市实验室根据，两台传递标准器在4次返回参考实验室的时候取相应的参考值，根据这些数据确定4次参考检定指，并完成参考值As以及完成扩展不确定度Us的评定。除此之外，为了能够获得较为准确的数据，从而能够更好地完成相应的数据支撑，在实际的实验室数据分析过程中，还可以采用算术平均法来确定相应的的数据参考值，从而能够获得准确地数据。

4 时基测量值异常分析

4.1 时基测量结果的异常值分析

经过参比实验室的时基测量之后，对测量值用格拉布斯准则进行判定，并确定异常值的存在。需要将其中的数据误差进行剔除操作，应对其中存在的一些实验室数据进行提取，并比对测量数据进行图表制作，以便能够直观地进行分析，从而获得理想的数据支撑，如表1所示。

表1 参比实验室数字示波器时基比对数据

4.2 测量结果的来源判定

数字示波器的最大允许误差为200 ns，其中的测试不确定值为8∶1并获得测量标准溯源，以此来判断量传关系的符合性，并通对两台数字示波器记性必要参考值偏离测试，如果在20 ns之内，并排除被测异常，并实现设备连接、阻抗匹配和操作，从而比对被测件的完好性以及操作的正确性。为了能够对数字示波器校准仪10 ms时标信号技术要求进行判定，需要利用主持实验室内的频率计对示波器进行必要的示波器校准仪的10 ms信号进行测试，其中测量值与实际值差距偏小，从而能够有效判定高示波器校准仪符合10 ms技术要求。

4.3 数据比对分析

当获得具体数据之后，需要根据各个实验室的具体检定数据进行必要的检定分析，通过列表和制图的方式获得相应数据的精准结果，并采用适当的图表来进行标示，以便于能够直观地进行数据比对分析，在这个阶段，要求图表具有一定的参考点，从而能够获得准确的参考坐标，并通过本身的一些重要的数据参数获得良好的比对效果[3]。

4.4 时基测量结果异常值原因分析

在数字示波器校准仪进行10 ms时标信号的分析过程中，其中的一些实验室的测量结果在-43 ns，该结果由两部分组成，一部分是被测示波器的时基偏差，另外一部分是示波器校准仪的信号偏差，从这点来看这也是实验室偏差过大的原因之一，其中的测量值与示波器的10 ms偏差校准仪器有一定的相同之处，基本情况如图1所示。

图1 某示波器异常分析

另外，相较于数字示波器的时基测量，如果其中的测量数据超过标准值，对于实验室进行判定超差，从而给出相应的不合格检定结论。

4.5 异常值原因判断和风险评估

经过综合分析后不难发现其中的异常值产生的原因，但是造成该结果的原因相对复杂，其中包括在主标准仪进行测试的过程中，将10 ms时标信号进行测试的偏差信号代入了测量结果中，使其获得了叠加效果，因为导致了测量值结果相对偏大。由此可见，在进行实际的检定过程中，如果检定结果超差，并且在测量标准溯源结果的时候出现最大允许误差极限，应当对其中的测量标准差进行适当分析，排除测量标准偏差对其带来的一些不利影响，再根据实际情况进行综合判定。因此，在对该技术进行检定的过程中，如果只依据鉴定结果进行判定，则会在一定程度上使误判的风险增加，因此，要针对具体的情况进行验证和分析，确保检定结果的准确性[4]。

5 总结

总之，在数字示波器技术的能力比对中，要对时基检定结果进行异常值分析，需要采用归一化偏差法进行数据的分析处理，从而能够获得较为良好的比对方法，并对其数据进行比对分析，获得对时基测量结果异常值原因判断风险评估，使数字示波器检定结果和实际情况相符合，从而使数字示波器的检定结果符合要求。