静电腕带/脚盘测试仪校准不确定度评定探讨

徐晓光 胥蓓

东华计量测试研究院 江西南昌 330029

静电腕带/脚盘测试仪是测试防静电腕带及防静电鞋与人体接触是否良好可靠的测试仪器。它主要对静电放电进行有效控制，以使电子元器件免受静电危害，防止静电放电造成电子元器件产品功能失效与可靠性下降。因此对静电腕带/脚盘测试仪进行校准就显得尤其必要，本文讨论的校准是用高压高祖箱做为标准器对静电腕带/脚盘测试仪进行校准的，对校准过程的不确定度进行分析。希望能与同行探讨[1]。

1 测量标准名称：GZX-92型高压高阻箱

（1）标准器测量范围：电阻：100Ω～100GΩ；电压（0～5000）V；（2）标准器准确度：MPE：电阻±（0.1%～2%）；电压±1%。

2 测量方法

依据JJF（电子）31502-2010《静电腕带/脚盘测试仪校准规范》，采用标准电阻器法用高压高阻箱对静电腕带/脚盘测试仪进行校准。并对校准过程中引入的不确定度分量，进行分析。

2.1 校准规范对被校测试仪的计量性能要求

（1）腕带测试电阻

低端电阻≤750KΩ，最大允许误差：±10%

高端电阻>10MΩ，最大允许误差：±10%

2.2 校准规范对标准器的计量性能要求：

（2）可调式标准电阻箱

测量范围：0.1 MΩ～200 MΩ 允差极限±3%

3 数字模型、方差和传播系数

式中：RX—被校静电腕带/脚盘测试仪的读数

RN—GZX-92高压高阻箱的读数

依照公式：uc2(y)=∑(αf/αxi)2u2(xi)

由（1）式得到：

方差：uc2=c2(RX)·u2(RX)+c2(RN)·u2(RN)

传播系数：c(RX)=1，c(RN)=-1.

4 不确定度分量分析评定

（1）标准器示值年变化引入的标准不确定度分量u1

由GZX-92高压高阻箱使用说明书得，750kΩ点年变化允许误差为2×10-3，属均 匀分布，故：u1=2×10-3/

由GZX-92高压高阻箱使用说明书得， 10MΩ点年变化允许误差为2×10-3，属均匀分布，故：u1=2×10-3/

由GZX-92高压高阻箱使用说明书得， 35MΩ点年变化允许误差为2×10-3，属均匀分布，故：u1=2×10-3/

（2）标准器示值的校准误差引入的标准不确定度分量u2

由上级单位对标准器750kΩ点检定给出的不确定度为5×10-4，属均匀分布，故：u2=5×10-4/

由上级单位对标准器10MΩ点检定给出的不确定度为5×10-4，属均匀分布，故：u2=5×10-4/

由上级单位对标准器35MΩ点检定给出的不确定度为1×10-3，属均匀分布，故：u2=1×10-3/

（3）测量重复性的不确定度u3

根据SL-031型静电腕带/脚盘测试仪实验得，750kΩ点测量不确定度分析，测量6次，分别为750kΩ、750kΩ、750kΩ、750kΩ、740kΩ、750kΩ，Sn=4kΩ,

Sn=5×10-3, 实际校准的测量结果只取1次读数，此项不确定度为A类评定，故：u3=5×10-3。

根据SL-031型静电腕带/脚盘测试仪实验得，10MΩ点测量不确定度分析，测量6次，分别为10.0MΩ、10.0MΩ、9.9MΩ、9.9 MΩ、9.9 MΩ、9.9MΩ，Sn=0.052MΩ，Sn=5.2×10-3，实际校准的测量结果只取1次读数，此项不确定度为A类评定，故： u3=5.2×10-3。

根据SL-031型静电腕带/脚盘测试仪实验得，35MΩ点测量不确定度分析，测量6次，分别为35.1MΩ、35.1MΩ、35.2MΩ、35.1MΩ、35.2 MΩ、35.1MΩ，Sn=0.052MΩ,Sn=1.5×10-3，实际校准的测量结果只取1次读数，此项不确定度为A类评定，故：u3=1.5×10-3。

5 合成不确定度

6 扩展不确定度：

取置信水平为95%，则k=2

以上是以电阻750kΩ、10MΩ、35MΩ点为例来进行不确定分析的，其他量程的不确定分析步骤和方法与其相同。

7 测量范围测量不确定度一览表

校准点 不确定度分量 uc Urel（k=2）u1 u2 u3 0.1MΩ～10MΩ 1.2×10-3 2.9×10-4 5×10-3 5.1×10-3 1.1×10-2 10MΩ～100MΩ 1.2×10-3 5.8×10-4 3×10-3 3×10-3 1.0×10-2 100MΩ～200MΩ 5.6×10-3 1.2×10-3 2.3×10-3 7×10-3 1.4×10-2

8 结语

本文通过简单介绍了用高阻箱校准静电腕带／脚盘测试仪过程中有哪些不定度分量，并对这些分量逐个精心分析并合成最后的扩展不确定度[2-3]。介绍了不确定度评定在校准过程的应用，希望能起到“抛转引玉”的作用，希望与同行交流，探讨。