[发明专利]一种用于评定校准系统测量不确定度的方法及系统

权利要求书

1.一种用于评定校准系统测量不确定度的方法，所述方法包括：

针对直流合成电场离子流密度达到饱和的状态，建立直流合成电场校准系统的测量模型；

为测量模型的输入量设定概率密度分布函数，并通过概率密度分布函数确定蒙特卡洛抽样次数；

简化测量模型，并根据确定的蒙特卡洛抽样次数进行蒙特卡洛抽样，确定测量模型的估计值和标准不确定，并获取测量模型的输出矩阵；

根据简化模型及输出矩阵，对输出量做非递减排序，排序完成后，确定输出量的分布函数的离散表达，通过离散表达计算约定包含概率下的输出量的包含区间；

根据测量模型的估计值、标准不确定及包含区间评定直流合成电场校准系统的测量不确定度。

2.根据权利要求1所述的方法，所述测量模型，具体为：

其中，E为校准系统产生的直流合成电场名义值，U_T为高压极板的电压表示值，N为电压互感器变比，E₀为背景直流电场，T为实验室温度，T₀为溯源时的温度，α为校准区平行极板材质的线膨胀系数，d_T为溯源温度下校准区的平行极板间距，rep为测量重复性。

3.根据权利要求1所述的方法，所述输入量包括多个，每个输入量设定一个概率密度函数；

所述输入量包括：电压表示值、电压互感器变比、校准区平行极板间距、平行极板材质的线膨胀系数、实验室温度、溯源时的温度、背景直流电场和测量重复性。

4.根据权利要求1所述的方法，所述抽样次数M至少取M₁和M₂中的较大值，公式如下：

M≥MAX(M₁,M₂)

M₁的值应大于等于1/(1-p)的10⁴倍，公式如下：

M₁≥1/(1-p)×10⁴

其中，M₁为在保证不确定度提供期望的包含区间时的最小抽样次数，p为期望的包含概率；

M₂的值应大于等于，为不确定度保留足够的有效数字而所需的自由度，公式如下：

其中，M₂为在保证不确定度保留足够有效数字时的最小抽样次数，v为所需的自由度，u(y)为标准不确定度，σ[u(y)]为标准不确定度u(y)的标准差。

5.根据权利要求1所述的方法，所述简化的测量模型记为Y＝f(X₁,…X_N)，X₁～X_N为N个输入量。

6.根据权利要求1所述的方法，所述根据确定的蒙特卡洛抽样次数进行蒙特卡洛抽样，具体为：

从N个输入量的X_i的概率密度函数gx_i(ξ_i)中抽取M个向量x_r＝(x_1,r,…x_N,r)，确定M个输出量y_r＝f(x_r)，r＝1，…，M，根据输出量构建输入矩阵x_r，及输出矩阵y_r；

输入矩阵x_r为：

输出矩阵y_r为：