实验室能力验证的一份结果报告信息产业部信息传输线质量监督检验中心 朱荣华 程万茂[摘 要]本文通过一次实验室间的测量比对，对测量的结果进行分析，给出能力的验证的结果报告。

[关键词]能力验证，测量比对，衰减，回波损耗，测量不确定度，比对分析1前言能力验证是通过实验室间的比对来确定实验室能力的活动，它可用于确定某个实验室进行某些特定检测或测量的能力，以及监控实验室的持续能力。

在评价和保障实验室能力的各种措施中，能力验证活动已经成为世界各国尤其是各国实验室认可机构广泛采用的重要技术手段。

通过持续地开展能力验证，可以有效地提高实验室的检测能力，并为科研工作以及政府管理工作提供科学、客观的信息。

我国目前的能力验证活动大多是由专业认可机构组织实施的，而这些能力验证较多关注的是与国计民生或是安全健康等领域相关的实验室，针对相对而言纯技术领域的专业实验室的能力验证活动较少。

为此，笔者所在实验室联合了其他几个专业实验室组织了一次能力验证活动，按照能力验证的要求实施了整个过程，并对测量的结果进行分析，给出能力验证的结果报告。

笔者希望通过此文，与其他同行交流一些实验室间测量比对的经验，并起到抛砖引玉的作用。

2 实施方案2.1 比对（能力验证）项目：用Anritsu 37269/37347测量射频同轴电缆的衰减及回波损耗。

2.2 参加实验室：二十三所、航天808所、计量测试院。

2.3 比对样品：SFF-50-2 同轴电缆2.4 比对依据：GB/T 15483.1-1999 《利用实验室间比对的能力验证 第一部分 能力验证计划的建立和运作》。

GB/T 15483.2-1999 《利用实验室间比对的能力验证 第一部分 实验室认可机构对能力验证计划的选择和使用》。

2.5 比对参数：衰减及回波损耗2.6 比对时间：2002年11月6日2.7 比对测试方框图被测电缆负载被测电缆(a) 衰减测量 (b) 回波损耗测量图1. 比对测试方框图2.8 比对测试条件起始频率 50MHz 信号功率 0dBm终止频率 3000MHz 中频带宽 ≤1kHz测量点数 1601 测量连接器 SMA型回波损耗测量时试样终端接负载。

3 测量不确定度评定3.1 衰减测量不确定度评定3.1.1 不确定度的数学模型衰减α由网络分析仪直接测得，即α＝αN则： u c(α) ＝u c(αN)3.1.2 不确定度的来源3.1.2.1 重复性引入的不确定度分量将试样在Anritsu 37269网络分析仪上重复测量6次，各频率点衰减测量结果见表一中测量值αn，不确定度分量u A见表一中u A栏。

表一 衰减测量A类不确定度评定分析表频率 (MHz) 衰减测量值αn(dB)u A(dB)u AREL(%)自由度ν50 5.56 5.59 5.60 5.60 5.58 5.600.016 0.29 5100 7.74 7.73 7.767.767.737.780.0210.27 5500 18.32 18.33 18.3518.3418.3518.420.0360.201 51000 27.19 27.22 27.2727.2627.2127.320.0470.17 52000 40.71 40.58 40.7340.6740.5440.710.0800.20 53000 51.58 51.78 51.5851.1151.8851.740.2700.52 53.1.2.2 Anritsu 37269及37347网络分析仪衰减的B类不确定度分量查Anritsu公司的使用手册，Anritsu 37269及37347网络分析仪在50MHz～3000MHz频率范围的衰减测量的不确定度相同，见表二中U B栏，假设为均匀分布，则包含因子为3，则标准不确定度u B见表二中u B栏。

表二 衰减测量B类不确定度评定表频率 (MHz) 衰减值(dB)U B(dB)u B(dB)u BREL(%)自由度ν50 0～10 0.20 0.12 2.1 ∞ 100 0～10 0.20 0.12 1.5 ∞ 500 10～20 0.15 0.09 0.49 ∞ 1000 20～30 0.15 0.09 0.33 ∞ 2000 40～50 0.20 0.12 0.30 ∞3000 50～55 0.30 0.17 0.33 ∞3.1.3 合成不确定度当取k ＝2时，合成不确定度U C 见表三中U C 栏。

有效自由度νeff 按如下计算：νeff ＝BBA Ac v u v u u 444+ （1）表三 衰减测量的合成不确定度U C频率 (MHz) 衰减值 (dB) u A (dB) u B (dB) U C (dB) 有效自由度νeff50 0～10 0.016 0.12 0.24 ∞ 100 0～10 0.021 0.12 0.24 ∞ 500 10～20 0.036 0.09 0.24 ∞ 1000 20～30 0.047 0.09 0.20 ∞ 2000 40～50 0.080 0.12 0.29 ∞ 300050～550.2700.170.641583.2 回波损耗测量不确定度评定 3.2.1 不确定度的数学模型回波损耗RL 由网络分析仪直接测得，即RL ＝RL N 则： u c (RL ) ＝u c (RL N ) 3.2.2 不确定度的来源3.2.2.1 重复性引入的不确定度分量将试样在Anritsu 37269网络分析仪上重复测量6次，选定频率区域的回波损耗测量结果见表四中测量值RL N ，不确定度分量u A 见表四中u A 栏。

表四 回波损耗测量不确定度评定表频率范围(MHz) 回波损耗测量值RL N (dB)u A (dB)u AREL (%) 自由度v160～162 27.2 27.2 27.227.127.127.20.05 0.19 5 980～98613.4 13.413.513.413.413.40.010.07 5 1479～1480 21.8 21.9 21.821.821.821.80.050.23 5 1866～1867 28.3 28.4 28.728.828.528.60.170.59 5 2220～2221 15.6 15.7 15.715.715.715.70.030.19 5 2966～2967 23.2 23.2 23.423.423.323.40.100.4353.2.2.2 Anritsu 37269及37347网络分析仪回波损耗的B 类不确定度分量查Anritsu 37269及37347网络分析仪在50MHz～3000MHz频率范围的回波损耗测量的不确定度相同，见表五中U B 栏，假设为均匀分布， 包含因子为3，则标准不确定度u B 见表二中u B 栏。

表五 回波损耗B 类不确定度评定表频率范围(MHz) 回波损耗值 （dB） U B (dB) u B (dB) U BREL (%) 自由度v160～162 25～30 3.2 1.8 6.7 111 980～986 10～15 0.80 0.46 3.4 433 1479～1480 20～25 2.0 1.2 5.5 165 1866～1867 25～30 3.2 1.8 6.3 126 2220～2221 15～20 1.3 0.75 4.8 217 2966～296725～303.21.87.7843.2.3 合成不确定度合成不确定度按下式计算：2C u ＝＋ （2）2A u 2B u 当取k ＝2时，合成不确定度U C 见表六中U C 栏。

有效自由度νeff 按如下计算：νeff ＝BBA Ac v uv u u 444+ （3）表六 测量的合成不确定度U C频率范围(MHz) 回波损耗值 （dB） u A (dB) u B (dB) U C (dB) 有效自由度νeff160～162 25～30 0.05 1.8 3.6 111 980～986 10～15 0.01 0.46 0.92 433 1479～1480 20～25 0.05 1.2 2.4 165 1866～1867 25～30 0.17 1.8 3.6 126 2220～2221 15～20 0.03 0.75 1.5 217 2966～296725～300.101.83.6844 比对数据处理方法4.1 指定值及其不确定度本次比对测试的指定值采用参加实验室的公议值，即采用参加的三个实验室测量值的平均值。

即∑==3131i i LAB REF （4）由于各参加实验室通常工作在相同的准确度水平。

即U LAB1＝U LAB2＝U LAB3＝U LAB （5）则： U REF ＝3LABU （6）4.2 能力统计计算测量比对中，E n 为典型使用的统计量，E n 的定义如下： 22REFLABn UUREF LAB E −−=（7）式中：LAB ——参加实验室测量结果 REF ——参考试验室测量结果U LAB ——参加实验室报告的测量结果不确定度（置信水平95％） U REF ——参考实验室报告的测量结果不确定度（置信水平95％）满意的比率值En（也称为En 数）应当在＋1和－1之间，亦即1≤En （越接近0越好）由（3）式代入（4）式得：22REFLABn UUREF LAB E −−=322LAB LABU U REFLAB −−=LABU REF LAB −⋅=23 （8） 1En ≤ 满意1En > 不满意，实验室应引起重视，并通过合适的方法加以修正。

5 比对结果报告5.1 参加比对实验室、人员及试验条件：参加实验室 温湿度条件 参加比对人员 甲实验室 19℃，64% 姓名略 乙实验室 20℃，58% 姓名略 丙实验室20℃，62%姓名略5.2 回波损耗比对结果报告实验室 频率段 (MHz)LAB i(dB) U LAB95 (dB)REF(dB)LAB i －REF(dB) E ni甲实验室 27.18-0.34-0.12 乙实验室 27.49 -0.03 -0.01 丙实验室 160～162 27.88 3.6 27.52 0.36 0.12 甲实验室 13.38-0.21-0.28 乙实验室 13.71 0.12 0.16 丙实验室 980～986 13.68 0.92 13.59 0.09 0.12 甲实验室 21.880.060.03 乙实验室 21.50 -0.32 -0.16 丙实验室 1479～148022.09 2.4 21.82 0.27 0.14 甲实验室 29.56-0.54-0.18 乙实验室 30.53 0.43 0.15 丙实验室 1866～186730.20 3.6 30.10 0.10 0.03 甲实验室 16.090.020.02 乙实验室 15.83 -0.24 -0.20 丙实验室 2221 16.28 1.5 16.07 0.21 0.16 甲实验室 23.28-0.45-0.15 乙实验室 24.45 0.72 0.24 丙实验室2966～296723.453.6 23.73 -0.28-0.105.3 衰减比对结果报告实验室 频率段 (MHz)LAB i(dB) U LAB95 (dB)REF(dB)LAB i －REF(dB) E ni甲实验室 5.65 0.060.31 乙实验室 5.52 -0.07 -0.36 丙实验室 50 5.60 0.24 5.59 0.01 0.05 甲实验室 7.77 0.180.92 乙实验室 7.51 -0.10 -0.51 丙实验室 100 7.48 0.24 7.59 -0.13 -0.66 甲实验室 18.52 0.050.26 乙实验室 18.48 0.01 0.05 丙实验室 500 18.42 0.24 18.47 -0.05 -0.26 甲实验室 27.48 0.020.12 乙实验室 27.41 -0.05 -0.31 丙实验室 1000 27.49 0.20 27.46 0.03 0.18 甲实验室 40.91 -0.23-0.97 乙实验室 41.15 0.01 0.04 丙实验室 2000 41.37 0.29 41.14 0.23 0.97 甲实验室 52.36 0.080.15 乙实验室 52.48 0.20 0.38 丙实验室3000 52.010.64 52.28 -0.27-0.525.4 比对结论从比对结果分析看，回波损耗和衰减测量，三个单位所有比对结果的E n 的绝对值均小于1，较满意，可以接受。