论晶振老化率的测量——二评不确定度评定样板的实例

史锦顺

论晶振老化率的测量
——二评不确定度评定样板的实例

        评论对象：国家计量技术法规统一宣贯教材《测量不确定度评定与表征指南》之例  信号源的频率漂移率测量

实测数据 ：7天，每天的相对频率（单位1E-11，即1乘10 的负11次方，下同）

369；301；275；261；225；224；293

1   晶振频率漂移率，通常又称晶振老化率。教科书和规程给出的计算公式很复杂，我把它简化了（奇迹文库-测量与仪器栏-史文“晶振日老化率速算法”）。测 7天，每天1值 ，按时间顺序标记数据：中间数标0，由0分界，顺时序标1至3，逆时序标-1至-3。各数据的有差异的尾数乘标号，乘积累加，除以28，即得日老化率。实践中又有人将7项减化为3项。（我见过装机工人用，不知谁想出的）。与用原公式算一样有效，结果相同。原公式太复杂，不易看出基本函数关系，容易导致分析的错误。速算法的公式为

K= [3(f7-f1)+2(f6-f2)+（f5-f3）] /28
（1）

样板评定的实例数据 如上；括号内三项 -76；-77；-20 ；乘因子后为-228；-154；-20；三项和-402；K=1.44 和样板评定用复杂的原公式算的结果，完全一样。（数据单位为1E-11）。

2 样板例的计算，按公式计算，结果没错，但做这种计算本身是错的。看官，莫奇怪，用最小二乘法推导直线斜率的公式，是有前提的，那就是数据点必须大致在一条直线上。数据可以有偏离，但不能太离谱。而晶振的老化是什么规律呢？我参加并研究过八十年代的全国高稳晶振比对，每届大致有三十个单位参加，约50台高稳晶振，三届共测量高稳晶振约一百五十台。会上用计算机算每一台的日老化率。虽然本单位得过老化率第一，但我总觉得过于相信机器。我抄下了这150台次的数据，先作图，再作计算分析。分析结果是：大致三分之一是很好的直线规律，三分之一大体是直线规律，这两类都可按最小二乘法处理；还有三分之一的晶振，频率变化是凸型、凹形、拐弯型或大波动型而没有直线的模样，这种非直线型的变化，根本就不能套用最小二乘法公式。于是形成如下观点：测量老化率必须先作图，再计算，大致有直线规律的可计算老化率，波动很大的，或者是弯线的，不能计算老化率，因为此时老化率公式本身已不成立。好，让我们看看样板例的图形是什么样的。把它在信纸上点一下就可以了，见附图，在2号。

问曰：老史，你说该怎么办？

史答：测量老化率，要先作图，大致有直线模样的，代人公式计算。如样板这样的晶振不予计算老化率。

3 此评定中对铯原子频标与频标比对器的作用，计算错误。误差传递系数等于什么？按误差函数(1)式，求K对变量频率的偏微商！因原子频标误差主要是系统误差，而系统误差的作用按（1）式中关系，常数消掉了，只有随机误差起作用，算随机误差占一半，按均方合成，即铯标传递系数大概是0.1；而比对器误差按随机误差算，传递系数是根号28分之一，大概0.2。评定者把传递系数都按1算，分别夸大10倍和5倍！这样的评定还当样板，不确定度论，害人哪！

史锦顺

接 1# 二评
本该传个图，文件大，上不去。这图极易画，大概是个钩，像老师判卷的对号。就不再传了。

baddeng7

感谢楼主的知识分享，学习了~~~~~