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Untersuchungen zur Messunsicherheit bei der Kalibrierung von E-Feldsonden

  • Die bestehende Akkreditierung eines E-Feldsondenkalibrierplatzes sollte von maximal 8 GHz auf maximal 18 GHz erweitert werden. Dazu war es notwendig den Kalibrierplatz, die verwendeten Messgeräte und andere verwendeten Komponenten auf ihre Tauglichkeit hin zu untersuchen. Als die grundlegende Tauglichkeit festgestellt wurde konnte mit der Ermittlung der einzelnen Unsicherheitsbeiträge begonnen werden. Hierbei konnte auf bestehende Kalibrierungen vieler Komponenten zurückgegriffen werden. Durch die ständige Weiterentwicklung der Technologie sind so ausgezeichnete Kalibrierungen dieser Komponenten möglich. Nicht kalibrierbare Eigenschaften des Messplatzes mussten mit einer hinreichenden Genauigkeit gesondert untersucht werden. Dazu zählen die Reflexionseigenschaften des Raumes, frequenzabhängige Eigenschaften der Antennen und die Alterung von Komponenten. Die Berechnung der Gesamtmessunsicherheit des Kalibrierplatzes konnte dann mit Hilfe des GUM und des GUM S1 erfolgen. Dabei handelt es sich um zwei unterschiedliche Ansätze zurDie bestehende Akkreditierung eines E-Feldsondenkalibrierplatzes sollte von maximal 8 GHz auf maximal 18 GHz erweitert werden. Dazu war es notwendig den Kalibrierplatz, die verwendeten Messgeräte und andere verwendeten Komponenten auf ihre Tauglichkeit hin zu untersuchen. Als die grundlegende Tauglichkeit festgestellt wurde konnte mit der Ermittlung der einzelnen Unsicherheitsbeiträge begonnen werden. Hierbei konnte auf bestehende Kalibrierungen vieler Komponenten zurückgegriffen werden. Durch die ständige Weiterentwicklung der Technologie sind so ausgezeichnete Kalibrierungen dieser Komponenten möglich. Nicht kalibrierbare Eigenschaften des Messplatzes mussten mit einer hinreichenden Genauigkeit gesondert untersucht werden. Dazu zählen die Reflexionseigenschaften des Raumes, frequenzabhängige Eigenschaften der Antennen und die Alterung von Komponenten. Die Berechnung der Gesamtmessunsicherheit des Kalibrierplatzes konnte dann mit Hilfe des GUM und des GUM S1 erfolgen. Dabei handelt es sich um zwei unterschiedliche Ansätze zur Berechnung. Da die Berechnung nach GUM S1 eine MonteCarlo-Simulation ist wurde diese unter Verwendung numerischer Software in abgewandelter Form implementiert. Bei der Erstellung von Messunsicherheitsbudgets kann auf bestehende Kalibrierungen zurückgegriffen werden, dies geschieht in der Regel für die offensichtlichen Unsicherheitsbeiträge, z. B. Leistungsmessung und Antennenkalibrierung. Diese Verfahren werden sehr gut beherrscht und bieten eine ausgezeichnete Basis. Durch diese geringen Beiträge müssen weniger offensichtliche Unsicherheitsquellen besser untersucht werden, z.B. frequenzabhängige Eigenschaften der Antennen oder Alterungserscheinungen an Komponenten, hier ist der größte Neuheitsgehalt zu finden. Des weiteren konnte unter Verwendung moderner Rechentechnik ein neues und vereinfachtes Verfahren zur Berechnung des Messunsicherheitsbudgets nach GUM S1 hergeleitet werden. Literaturangaben [1] IEEE Standards Association: IEEE Standard for Calibration of Electromagnetic Field Sensors and Probes (Excluding Antennas) from 9 kHz to 40 GHz, IEEE Std 1309TM -2013 [2] Joint Committee for Guides in Metrology: Evaluation of measurement data – Guide to the expression of uncertainty in measurement, JCGM 100:2008 [3] Joint Committee for Guides in Metrology: Evaluation of measurement data – Supplement 1 to the „Guide to the expression of uncertainty in measurement“ - Propagation of distributions using a Monte Carlo method, JCGM 101:2008 [4] Joint Committee for Guides in Metrology: International vocabulary of metrology – Basic and general concepts and associated terms(VIM), JCGM 200:2008show moreshow less

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Metadaten
Author: Enrico Saul, Sven Bönisch, Ralf Heinrich, Uwe Karsten
ISBN:978-3-86359-396-4
Title of the source (German):EMV 2016 - Internationale Fachmess und Kongress für Elektromagnetische Verträglichkeit
Publisher:Apprimus Verlag
Place of publication:Aachen
Editor: Heyno Garbe
Document Type:Scientific journal article not peer-reviewed
Language:German
Year of publication:2016
Contributing Corporation:Teseq GmbH
Tag:Feldsonde; GUM; Kalibrierung; Messunsicherheit; Messunsicherheitsbudget
Edition:1. Auflage
First Page:139
Last Page:146
Faculty/Chair:Fakultät 3 Maschinenbau, Elektro- und Energiesysteme / FG Elektromagnetische Verträglichkeit
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