Kalibrierung eines schaltbaren koaxialen Dämpfungsgliedes für einen Dämpfungsschritt von 30 dB

Autor: DKD
Dieses Beispiel wurde der DKD-3-E1 entnommen (siehe unter S7).

Die Kalibrierung des schaltbaren koaxialen Dämpfungsgliedes erfolgt bei 10 Ghz mit Hilfe eines Dämpfungsmesssystems, das ein kalibriertes schaltbares Dämfungsglied enthält, das als Referenznormal dient. Die Messmethode ermittelt die Dämpfung zwischen angepasster Quelle und angepasster Last. Das zu kalibrierende Dämpfungsglied wird zwischen den Einstellungen 0 dB und 30 dB geschaltet; dabei wird der Dämpfungswert des Dämpfungsschrittes ermittelt. Das Dämpfungsmesssystem besitzt eine Digitalanzeige für den Dämpfungswert und einen analogen Nullindikator für die Anzeige des abgeglichenen Zustandes.

Modellgleichung:

LX = LS + δLS + δLD + δLM + δLK + δLib - δLia + δL0b - δL0a

Liste der Größen:

Größe Einheit Definition
LX dB Dämpfung des zu kalibrierenden Dämpfungsgliedes
LS dB =Lib - Lia Dämpfungsdifferenz der Bezugsdämpfungsleitung auf 30 dB und 0 dB
δLS dB Korrektion aufgrund der Kalibrierung der Bezugsdämpfungsleitung
δLD dB durch Drift bedingte Änderung der Dämpfung der Bezugs-Dämpfungsleitung seit ihrer letzten Kalibrierung
δLM dB Korrektion bezüglich einer zusätzlichen Dämpfung durch Fehlanpassung
δLK dB Korrektion bezüglich Übersprechens zwischen Ein- und Ausgang
δLib dB Korrektionen bezüglich der begrenzten Auflösung des Referenzmesskopfes bei 30 dB
δLia dB Korrektionen bezüglich der begrenzten Auflösung des Referenzmesskopfes bei 0 dB
δL0b dB Korrektionen bezüglich der begrenzten Auflösung des Nullindikators bei 30 dB
δL0a dB Korrektionen bezüglich der begrenzten Auflösung des Nullindikators bei 0 dB

LS: Typ A
Methode der Beobachtung: Direkt
Anzahl der Beobachtungen: 4
Nr. Beobachtung
1 30.033 dB
2 30.058 dB
3 30.018 dB
4 30.052 dB

Arithmetischer Mittelwert: 30.04025 dB
Standardabweichung der Einzelbeobachtung: 0.018 dB
Standardmessunsicherheit: 9.13·10-3 dB
Freiheitsgrad: 3

MESSUNG: Der 30 dB-Dämpfungsschritt wurde aus vier Beobachtungen der 0 dB- und der 30 dB-Einstellung des zu kalibrierenden Dämpfungsgliedes gewonnen (siehe EAL-R2-S1:S7.11)

δLS: Typ B Normalverteilung
Wert: 0.003 dB
Erweiterte Messunsicherheit: 0.005 dB
Erweiterungsfaktor: 2
BEZUGSDÄMPFUNGSLEITUNG: Der Kalibrierschein für die Bezugsdämpfungsleitung gibt einen Dämpfungswert für die 30,000 dB-Einstellung bei 10 GHz von 30,003 dB mit einer beigeordneten erweiterten MeSSunsicherheit von 0,005 dB (Erweiterungsfaktor K=2 ) an. Die Korrektion von +0,003 dB mit der beigeordneten erweiterten Messunsicherheit von 0,005 dB (Erweiterungsfaktor k=2) wird für Dämpfungseinstellungen der Bezugsdämpfungsleitung angesetzt, die nicht mehr als ±0,1 dB von der kalibrierten Einstellung von 30,000 dB abweichen.

δLD: Typ B Rechteckverteilung
Wert: 0.0 dB
Halbbreite der Grenzen: 0.002 dB
DRIFT DER REFERENZ: Die Drift des Dämpfungswertes der Bezugsdämpfungsleitung wird aufgrund ihrer Kalibriergeschichte auf Null mit Grenzen von ±0,002 dB für die maximalen Abweichungen abgeschätzt.

δLM: Typ B U-förmige Verteilung
Wert: 0.0 dB
Halbbreite der Grenzen: 0.0283 dB
FEHLANPASSUNGSVERLUST (Siehe DKD-3-E1 S7.6)

δLK: Typ B Rechteckverteilung
Wert: 0.0 dB
Halbbreite der Grenzen: 0.003 dB
KORREKTION FÜR ÜBERSPRECHEN: Übersprecheffekte werden in dem zu kalibrierenden Dämpfungsglied aus Messungen bei der 0 dB-Einstellung auf mindestens 100 dB kleiner als das Messsignal abgeschätzt. Eine Korrektion aufgrund von Übersprecheffekten bei der 30 dB-Einstellung wird aus diesen Ergebnissen auf maximal ±0,003 dB abgeschätzt.

δLib: Typ B Rechteckverteilung
Wert: 0.0 dB
Halbbreite der Grenzen: 0.0005 dB
AUFLÖSUNG DER EINSTELLUNG DER BEZUGSDÄMPFUNGSLEITUNG: Die digitale Anzeige der Bezugsdämpfungsleitung hat eine Auflösung von 0,001 dB, aus der die Korrektion bezüglich der Auflösung auf ±0,0005 dB abgeschätzt wird.

δLia: Typ B Rechteckverteilung
Wert: 0.0 dB
Halbbreite der Grenzen: 0.0005 dB
AUFLÖSUNG DER EINSTELLUNG DER BEZUGSDÄMPFUNGSLEITUNG: Die digitale Anzeige der Bezugsdämpfungsleitung hat eine Auflösung von 0,001 dB, aus der die Korrektion bezüglich der Auflösung auf ±0,0005 dB abgeschätzt wird.

δL0b: Typ B Normalverteilung
Wert: 0.0 dB
Erweiterte Messunsicherheit: 0.002 dB
Erweiterungsfaktor: 1.0
AUFLÖSUNG DES NULLINDIKATORS: Die Auflösung des Nullindikators des Dämpfungsmessgerätes wurde aus einer früheren Messung abgeleitet. Unter der Annahme einer Normalverteilung ergibt sich eine Standardabweichung von 0,002 dB bei jeder Anzeige.

δL0a: Typ B Normalverteilung
Wert: 0.0 dB
Erweiterte Messunsicherheit: 0.002 dB
Erweiterungsfaktor: 1
AUFLÖSUNG DES NULLINDIKATORS: Die Auflösung des Nullindikators des Dämpfungsmessgerätes wurde aus einer früheren Messung abgeleitet. Unter der Annahme einer Normalverteilung ergibt sich eine Standardabweichung von 0,002 dB bei jeder Anzeige.

Messunsicherheits-Budgets:

LX: Dämpfung des zu kalibrierenden Dämpfungsgliedes
Größe Wert Standardmess-
unsicherheit
Verteilung Sensitivitäts-
koeffizient
Unsicher-
heitsbeitrag
Index
LS 30.04025 dB 9.13·10-3 dB Normal 1.0 9.1·10-3 dB 16.6 %
δLS 3.00·10-3 dB 2.50·10-3 dB Normal 1.0 2.5·10-3 dB 1.2 %
δLD 0.0 dB 1.15·10-3 dB Rechteck 1.0 1.2·10-3 dB 0.3 %
δLM 0.0 dB 0.0200 dB U-verteilt 1.0 0.020 dB 79.7 %
δLK 0.0 dB 1.73·10-3 dB Rechteck 1.0 1.7·10-3 dB 0.6 %
δLib 0.0 dB 289·10-6 dB Rechteck 1.0 290·10-6 dB 0.0 %
δLia 0.0 dB 289·10-6 dB Rechteck -1.0 -290·10-6 dB 0.0 %
δL0b 0.0 dB 2.00·10-3 dB Normal 1.0 2.0·10-3 dB 0.8 %
δL0a 0.0 dB 2.00·10-3 dB Normal -1.0 -2.0·10-3 dB 0.8 %
LX 30.0432 dB 0.0224 dB

Ergebnisse:

Größe Wert Erweiterte
Messunsicherheit
Erweiter-
ungsfaktor
Überdeckung
LX 30.043 dB 0.045 dB 2.00 95% (t-Tabelle 95.45%)

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