<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xml:lang="en" article-type="research-article">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="nlm-ta">Sensors</journal-id>
<journal-title>Sensors</journal-title>
<issn pub-type="epub">1424-8220</issn>
<publisher>
<publisher-name>Molecular Diversity Preservation International (MDPI)</publisher-name></publisher></journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="doi">10.3390/s90403149</article-id>
<article-id pub-id-type="publisher-id">sensors-09-03149</article-id>
<article-categories>
<subj-group>
<subject>Article</subject></subj-group></article-categories>
<title-group>
<article-title>Measurement Uncertainty Estimation of a Robust Photometer Circuit</article-title></title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Hernandez</surname><given-names>Wilmar</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="af1-sensors-09-03149"><sup>1</sup></xref><xref ref-type="corresp" rid="c1-sensors-09-03149"><sup>*</sup></xref></contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>de Vicente</surname><given-names>Jesús</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="af2-sensors-09-03149"><sup>2</sup></xref></contrib></contrib-group>
<aff id="af1-sensors-09-03149">
<label>1</label> Department of Circuits and Systems in the EUIT de Telecomunicación at the Universidad Politécnica de Madrid (UPM), Campus Sur UPM, Ctra. Valencia km 7, Madrid 28031, Spain</aff>
<aff id="af2-sensors-09-03149">
<label>2</label> Department of Applied Physics in the ETSI Industriales at the Universidad Politécnica de Madrid, Calle José Gutierrez Abascal 2, Madrid 28006, Spain ; E-Mail: <email>jvicente@etsii.upm.es</email>; Tel.: +3-491-336-3125; Fax: +3-491-336-3000</aff>
<author-notes>
<corresp id="c1-sensors-09-03149">
<label>*</label>Author to whom correspondence should be addressed; E-Mail: <email>whernan@ics.upm.es</email>; Tel.: +3-491-336-7830; Fax: +3-491-336-7829</corresp></author-notes>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2009</year></pub-date>
<pub-date pub-type="epub">
<day>24</day>
<month>4</month>
<year>2009</year></pub-date>
<volume>9</volume>
<issue>4</issue>
<fpage>3149</fpage>
<lpage>3160</lpage>
<history>
<date date-type="received">
<day>28</day>
<month>3</month>
<year>2009</year></date>
<date date-type="rev-recd">
<day>22</day>
<month>4</month>
<year>2009</year></date>
<date date-type="accepted">
<day>24</day>
<month>4</month>
<year>2009</year></date></history>
<permissions>
<copyright-statement>© 2009 by the authors; licensee MDPI, Basel, Switzerland</copyright-statement>
<copyright-year>2009</copyright-year>
<license>
<p>This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution license (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/).</p></license></permissions>
<abstract>
<p>In this paper the uncertainty of a robust photometer circuit (RPC) was estimated. Here, the RPC was considered as a measurement system, having input quantities that were inexactly known, and output quantities that consequently were also inexactly known. Input quantities represent information obtained from calibration certificates, specifications of manufacturers, and tabulated data. Output quantities describe the transfer function of the electrical part of the photodiode. Input quantities were the electronic components of the RPC, the parameters of the model of the photodiode and its sensitivity at 670 nm. The output quantities were the coefficients of both numerator and denominator of the closed-loop transfer function of the RPC. As an example, the gain and phase shift of the RPC versus frequency was evaluated from the transfer function, with their uncertainties and correlation coefficient. Results confirm the robustness of photodiode design.</p></abstract>
<kwd-group>
<kwd>Photometer circuit</kwd>
<kwd>closed-loop transfer function</kwd>
<kwd>input quantity</kwd>
<kwd>uncertainty</kwd></kwd-group></article-meta></front>
<body>
<sec sec-type="intro">
<label>1.</label>
<title>Introduction</title>
<p>In general, there are many parameters that may affect a measurement result. Although it is impossible to identify all of them, the most significant can usually be identified and the magnitude of their respective effects on the measurement result can be estimated. Further, the way they impact the measurement result can, in many cases, be mathematically modeled [<xref ref-type="bibr" rid="b1-sensors-09-03149">1</xref>].</p>
<p>In this paper, the uncertainty of measurement of a robust photometer circuit (RPC) based on both positive and negative feedback compensations was estimated. A rapid communication about the performance of the RPC was presented in [<xref ref-type="bibr" rid="b2-sensors-09-03149">2</xref>]. Also, a detailed explanation of the electronic design of the RPC was given in [<xref ref-type="bibr" rid="b3-sensors-09-03149">3</xref>]. The exact closed-loop transfer function (CLTF) of this complex feedback-controlled system was given in [<xref ref-type="bibr" rid="b4-sensors-09-03149">4</xref>], a noise voltage analysis of it was carried out in [<xref ref-type="bibr" rid="b5-sensors-09-03149">5</xref>] and an input-out transfer function analysis was carried out in [<xref ref-type="bibr" rid="b6-sensors-09-03149">6</xref>].</p>
<p>In the above-mentioned references the importance of applying robust control techniques [<xref ref-type="bibr" rid="b7-sensors-09-03149">7</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="b8-sensors-09-03149">8</xref>] to improve the disturbance rejection performance of photometer circuits was demonstrated. In addition, general information about signal conditioning and photodiode monitoring with operational amplifiers (opamps) by using non-robust feedback control techniques can be found in [<xref ref-type="bibr" rid="b9-sensors-09-03149">9</xref>–<xref ref-type="bibr" rid="b11-sensors-09-03149">11</xref>]. Other applications of robust and optimal filtering and control techniques to improve the performance of sensors can be found in [<xref ref-type="bibr" rid="b12-sensors-09-03149">12</xref>–<xref ref-type="bibr" rid="b23-sensors-09-03149">23</xref>].</p>
<p>The knowledge of the photodiode transfer function allows estimation of the RPC input from a measurement of its output. However, without an accompanying statement of the estimated uncertainty of RPC input, results are incomplete and in order to estimate the RPC input uncertainty, some estimation of the transfer function uncertainty is needed. The uncertainty of the measurement is a non-negative parameter characterizing the dispersion of the quantity values being attributed to the measurands based on the information used [<xref ref-type="bibr" rid="b24-sensors-09-03149">24</xref>].</p>
<p>The aim of this paper is to estimate the uncertainty of the RPC transfer function (at a level of confidence of approximately 95% [<xref ref-type="bibr" rid="b25-sensors-09-03149">25</xref>]) and show how from this information it is possible to estimate other RPC parameters, such as its gain and phase response, with their respective uncertainties. The description of the RPC transfer function is made through the coefficients of both numerator and denominator of this function.</p></sec>
<sec>
<label>2.</label>
<title>CLTF of the RPC</title>
<p>In accordance with [<xref ref-type="bibr" rid="b2-sensors-09-03149">2</xref>–<xref ref-type="bibr" rid="b5-sensors-09-03149">5</xref>], the RPC is shown in <xref ref-type="fig" rid="f1-sensors-09-03149">Figure 1</xref>. Note that in this figure the photodiode diode has been substituted by its circuit model, which according to [<xref ref-type="bibr" rid="b9-sensors-09-03149">9</xref>–<xref ref-type="bibr" rid="b11-sensors-09-03149">11</xref>], among other references, consists of a current generator (<italic>I<sub>P</sub></italic>) proportional to the incident light intensity, a junction capacitance (<italic>Cj</italic>), a shunt resistance (<italic>Rj</italic>), and a series resistance (<italic>Rs</italic>). Also, in this figure, <italic>R</italic>1, <italic>R</italic>2, <italic>R</italic>3 and <italic>R</italic>4 are the feedback resistors previously calculated in [<xref ref-type="bibr" rid="b3-sensors-09-03149">3</xref>] that guarantee the robust disturbance rejection performance characteristic of the photometer circuit.</p>
<p>Therefore, taking into consideration opamp parameters such as the input resistance (<italic>R<sub>i</sub></italic>), the input capacitance (<italic>C<sub>i</sub></italic>), the open-loop gain (<italic>A<sub>o</sub></italic>) and the gain bandwidth product (<italic>w<sub>T</sub></italic> = 2π<italic>f<sub>T</sub></italic>)), the CLTF from the current generator <italic>i<sub>P</sub></italic>(<italic>t</italic>) to the output voltage <italic>v<sub>o</sub></italic>(<italic>t</italic>) is given by:
<disp-formula id="FD1">
<label>(1)</label>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">L</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">v</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">o</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">L</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">P</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo> </mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">R</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">R</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">j</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">R</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">n</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">C</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">j</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">R</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">j</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">||</mml:mo></mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">R</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where <italic>R<sub>j</sub></italic> || <italic>R<sub>s</sub></italic> is the parallel equivalent of <italic>R<sub>j</sub></italic> and <italic>R<sub>s</sub></italic>, and:
<disp-formula>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn></mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where all the coefficients of <italic>n</italic><sub>1</sub>(<italic>s</italic>) and <italic>d</italic><sub>1</sub>(<italic>s</italic>) have been deduced in [<xref ref-type="bibr" rid="b4-sensors-09-03149">4</xref>]. In [<xref ref-type="bibr" rid="b4-sensors-09-03149">4</xref>] the equation that describes the CLTF of the RPC as a function of the above opamp parameters was shown along with the stability analysis of the feedback system and some simulations and experimental results.</p>
<p>Here <italic>s</italic> = <italic>j</italic>ω (where 
<inline-formula>
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and ω represents angular frequency), <italic>L</italic>[<italic>v<sub>o</sub></italic>(<italic>t</italic>)](<italic>s</italic>) is the Laplace transform of the output voltage <italic>v<sub>o</sub></italic>(<italic>t</italic>) and <italic>L</italic>[<italic>i<sub>P</sub></italic>(<italic>t</italic>)](<italic>s</italic>) is the Laplace transform of the current <italic>i<sub>P</sub></italic>(<italic>t</italic>).</p>
<p>Thus, taking into consideration (1), the CLTF from the power of the incident light <italic>W</italic>(<italic>t</italic>) to the output voltage <italic>v<sub>o</sub></italic>(<italic>t</italic>) is given by:
<disp-formula id="FD2">
<label>(2)</label>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>λ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where σ(λ) is the sensitivity of the photodiode at a specific wavelength λ and <italic>L</italic>[<italic>W</italic>(<italic>t</italic>)](<italic>s</italic>) the Laplace transform of <italic>W</italic>(<italic>t</italic>).</p>
<p>From the above equations, it can be seen the influence of several aspects that are usually of concern for circuit designers such as operational amplifier parameters. For the problem at hand, the opamp parameters that have been taken into consideration to obtain the above equations are the ones that often limit the performance of photometer circuits based on opamps [<xref ref-type="bibr" rid="b4-sensors-09-03149">4</xref>].</p></sec>
<sec>
<label>3.</label>
<title>Applications of the Law of Propagation of Uncertainty</title>
<p>The law of propagation of uncertainty given in [<xref ref-type="bibr" rid="b24-sensors-09-03149">24</xref>–<xref ref-type="bibr" rid="b25-sensors-09-03149">25</xref>] assumes that the output quantity can be represented by a real number <italic>y</italic>, so that it can be written as a function that depends on one or more input quantities (i.e. x<sub>1</sub>, x<sub>2</sub>,⋯, x<sub>m</sub>)). The measurement function is given by:
<disp-formula>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>⋯</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>However, if there are <italic>n</italic> output quantities, the relation between the input and output quantities is given by:
<disp-formula>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">f</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where 
<inline-formula>
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>...</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (where the superscript ⊤ denotes transposition) and:
<disp-formula>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>⋮</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>⋯</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>⋮</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>⋯</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>Furthermore, the uncertainty matrix of the vector x is given by:
<disp-formula>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">U</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mo>⋯</mml:mo></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>⋮</mml:mo></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mo>⋱</mml:mo></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mo>⋮</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mo>⋯</mml:mo></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where <italic>u</italic>(<italic>x<sub>i</sub></italic>) is the standard uncertainty of the input quantity <italic>x<sub>i</sub></italic> and <italic>u</italic>(<italic>x<sub>i</sub></italic>, <italic>x<sub>j</sub></italic>) = <italic>u</italic>(<italic>x<sub>j</sub></italic>, <italic>x<sub>i</sub></italic>) is the estimated covariance of the input quantities <italic>x<sub>i</sub></italic> and <italic>x<sub>j</sub></italic>. The degree of correlation between <italic>x<sub>i</sub></italic> and <italic>x<sub>j</sub></italic> is characterized by the estimated correlation coefficient:
<disp-formula>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where <italic>r</italic>(<italic>x<sub>i</sub>, x<sub>j</sub></italic>) = <italic>r</italic>(<italic>x<sub>j</sub>, x<sub>i</sub></italic>) and −1 ≤ <italic>r</italic>(<italic>x<sub>i</sub>, x<sub>j</sub></italic>) ≤1. If the estimates <italic>x<sub>i</sub></italic> and <italic>x<sub>j</sub></italic> are independent of each other, <italic>r</italic>(<italic>x<sub>i</sub>, x<sub>j</sub></italic>) = 0, and a change in one does not imply an expected change in the other.</p>
<p>In addition, the function y = f(x) is linearized at x = x<sub>0</sub> and:
<disp-formula>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>≅</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">J</mml:mi>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where 
<inline-formula>
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>...</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, Δy = y – y<sub>0</sub>, 
<inline-formula>
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>...</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, Δx = x – x<sub>0</sub> and J is the Jacobian matrix of f(x):
<disp-formula>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">J</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mo>⋯</mml:mo></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>⋮</mml:mo></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mo>⋱</mml:mo></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mo>⋮</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mo>⋯</mml:mo></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math>.</disp-formula></p>
<p>Thus, the uncertainty matrix of the vector y is given by U<sub>y</sub> = J · U<sub>x</sub> · J<italic><sup>T</sup></italic> [<xref ref-type="bibr" rid="b27-sensors-09-03149">27</xref>].</p>
<p>The elements <italic>∂f<sub>i</sub></italic>/<italic>∂x<sub>j</sub></italic> of the Jacobian matrix J are the sensitivity coefficients <italic>c<sub>ij</sub></italic> of the output quantities <italic>y<sub>i</sub></italic> associated to the input quantities <italic>x<sub>j</sub></italic>. In this paper, in order to build matrix J numerical differentiation was used [<xref ref-type="bibr" rid="b28-sensors-09-03149">28</xref>].</p></sec>
<sec sec-type="results">
<label>4.</label>
<title>Results of the Experiment</title>
<sec>
<label>4.1.</label>
<title>Uncertainty of the Input Quantities and Typical Value of the CLTF</title>
<p>According to [<xref ref-type="bibr" rid="b26-sensors-09-03149">26</xref>], input quantities represent information obtained from sources such as direct measurements, calibration certificates, specifications of manufacturers, and tabulated data. <xref ref-type="table" rid="t1-sensors-09-03149">Table 1</xref> shows the minimum, typical and maximum value of the input quantities, and their standard uncertainties as well.</p>
<p>The information of the parameters of the OP07 and the junction capacitance of the BPW21 was taken from their datasheets. The value of the resistors <italic>R</italic><sub>1</sub> – <italic>R</italic><sub>4</sub> were the nominal ones, the series resistance and the shunt resistance of the BPW21 were measured experimentally by using the KEITHLEY Semiconductor Characterization System 4200-SGS, and the sensitivity of the BPW21 was measured experimentally by using the 3 mW RS Modulated Laser Diode Module 194-004 at 0 Hz and nominal wavelength 670 nm. A photograph of the prototype of the RPC with the 3 mW Modulated Laser Diode Module was shown in [<xref ref-type="bibr" rid="b4-sensors-09-03149">4</xref>].</p>
<p>In accordance with [<xref ref-type="bibr" rid="b24-sensors-09-03149">24</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="b25-sensors-09-03149">25</xref>], taking into consideration the available information concerning the input quantities, in this paper the input quantities were described by triangular a priori distributions. Finally, using the above typical values and taking into consideration that <italic>C<sub>i</sub></italic> = 0 for the OP07, the CLTF of the RPC given by (2) was given by:
<disp-formula id="FD3">
<label>(3)</label>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>σ</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>λ</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">n</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></disp-formula>Where:
<disp-formula>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">n</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">p</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">p</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">p</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">q</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">q</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">q</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">q</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">q</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>When C<sub>i</sub> = 0, coefficients a<sub>3</sub>, d<sub>4</sub> and d<sub>5</sub> of (1) are equal to zero (see [<xref ref-type="bibr" rid="b4-sensors-09-03149">4</xref>]). Therefore, n<sub>1</sub>(s) is a second order polynomial and d<sub>1</sub>(s) is a third order polynomial. Thus, in (3) the first term of the numerator, n<sub>2</sub>(s), is equal to zero and the first two terms of the denominator, d<sub>2</sub>(s), are equal to zero as well.</p>
<p>In order to have dimensionless parameter when possible the following change in polynomial <italic>n</italic><sub>2</sub>(<italic>s</italic>) and <italic>d</italic><sub>2</sub>(<italic>s</italic>) was made:
<disp-formula>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where <italic>w</italic><sub>0</sub> is a conventional value <italic>w</italic><sub>0</sub> = 1.5 <italic>Mrad</italic>/<italic>s</italic>. In this paper, the conventional value <italic>w</italic><sub>0</sub> has been chosen to be equal to the nominal value of the gain bandwidth product <italic>w<sub>T</sub></italic> of the operational amplifier.</p>
<p>Please note that a conventional value has no uncertainty. Working in this way, the parameters <italic>y</italic><sub>2</sub> to <italic>y</italic><sub>7</sub> are dimensionless and the parameter <italic>y</italic><sub>1</sub> (the RPC gain at DC) is expressed in V/W. The expressions that relate the parameters <italic>y<sub>i</sub></italic> with coefficients <italic>p<sub>j</sub></italic> and <italic>q<sub>k</sub></italic> of polynomials <italic>n</italic><sub>2</sub>(<italic>s</italic>) and <italic>d</italic><sub>2</sub>(<italic>s</italic>) are the following:
<disp-formula>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mi>σ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>λ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>The first parameter <italic>y</italic><sub>1</sub> can be easily determined by direct calibration: a power stabilized laser, whose power <italic>W<sub>C</sub></italic> has been previously measured by a traceable laser power meter, is focused onto the photodiode and the output voltage of the RPC is measured with a traceable voltmeter. The reading provided by the voltmeter is <italic>V<sub>C</sub></italic>, and an estimation of the RPC gain <italic>y</italic><sub>1</sub> at DC would be <italic>g<sub>DC</sub></italic> = <italic>V<sub>C</sub></italic>/<italic>W<sub>C</sub></italic> with standard uncertainty <italic>u</italic>(<italic>g<sub>DC</sub></italic>):
<disp-formula>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">DC</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">DC</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>At this point it should be pointed out that as we are carrying out a direct calibration procedure, due to the fact that <italic>g<sub>DC</sub></italic> has no relation with the estimations <italic>y</italic><sub>2</sub>, <italic>y</italic><sub>3</sub>, ⋯, <italic>y</italic><sub>7</sub>, the covariance <italic>u</italic>(<italic>g<sub>DC</sub></italic>) is equal to zero for <italic>y<sub>i</sub></italic>, <italic>i</italic> &gt; 1.</p>
<p>Thus, the RPC transfer function is described by using the output quantities <italic>g<sub>DC</sub></italic> ≡ <italic>y</italic><sub>1</sub>, <italic>y</italic><sub>2</sub>, <italic>y</italic><sub>3</sub>, ⋯, <italic>y</italic><sub>7</sub>. This transfer function allows us to carry out the estimation of the power of the optical signal <italic>W</italic>(<italic>t</italic>) arriving at the photodiode, through the measurement of the electrical output signal <italic>v</italic><sub>0</sub>(<italic>t</italic>):
<disp-formula>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo> </mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>As in this paper the photodiode is operated in the photoconductive mode, the photocurrent is linearly proportional to the incident light energy. Thus, assuming we have no nonlinear distortion in the opamp, the RPC shown in <xref ref-type="fig" rid="f1-sensors-09-03149">Figure 1</xref> is a linear circuit; and for the case in which the optical signal is harmonic, <italic>W</italic>(<italic>t</italic>) = <italic>W</italic><sub>0</sub>cos(<italic>ωt</italic> + <italic>α</italic>), the output voltage is harmonic as well, <italic>v</italic><sub>0</sub>(<italic>t</italic>) = <italic>V</italic><sub>0</sub>cos(<italic>ωt</italic> + φ + <italic>α</italic>), where <italic>ω</italic> and α are the angular frequency and phase shift of the optical signal, respectively.</p>
<p>The amplitude <italic>V</italic><sub>0</sub> of the output voltage is determined by:
<disp-formula>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>ω</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>|</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>ω</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>The gain <italic>G</italic>(ω) can be expressed as <italic>G</italic>(ω) = <italic>g<sub>DC</sub></italic> · <italic>g</italic>(ω), where <italic>g</italic>(ω) is:
<disp-formula>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>ω</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>|</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>ω</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>ω</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>ω</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>ω</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>ω</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>ω</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow>
<mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>And the phase shift φ is determined by:
<disp-formula>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:mi>φ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>ω</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtext>arg</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>ω</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtext>arg</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>ω</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>ω</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>ω</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>ω</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>ω</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>ω</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p></sec>
<sec>
<label>4.2.</label>
<title>Uncertainty of the Parameters Describing the Transfer Function</title>
<p>The standard uncertainty and the relative standard uncertainty (which is defined as the ratio of the standard uncertainty of the parameter to its typical value) of the parameters <italic>y</italic><sub>2</sub>, <italic>y</italic><sub>3</sub>, ⋯, <italic>y</italic><sub>7</sub>, are shown in <xref ref-type="table" rid="t2-sensors-09-03149">Table 2</xref>.</p>
<p>The matrix of the estimated correlation coefficients among elements of parameters <italic>y</italic><sub>2</sub>, <italic>y</italic><sub>3</sub>, ⋯, <italic>y</italic><sub>7</sub> is:
<disp-formula>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">R</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.98</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>0.05</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>0.16</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>0.33</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.38</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.98</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>0.17</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>0.24</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>0.39</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.29</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>0.05</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>0.17</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.96</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.88</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.64</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>0.16</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>0.24</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.96</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.95</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.58</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>0.33</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>0.39</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.88</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.95</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.47</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.38</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.29</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.64</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.58</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.47</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where <italic>r</italic>(<italic>x<sub>i</sub></italic>, <italic>x<sub>j</sub></italic>) = <italic>r</italic>(<italic>y<sub>i</sub></italic>, <italic>y<sub>j</sub></italic>) and i = 2,3 and j = 4,5,6,7.</p>
<p>At first glance, <italic>y</italic><sub>2,3</sub> seem to be no correlated with <italic>y</italic><sub>4,5,6,7</sub> because they depend on different variables, <italic>y</italic><sub>2,3</sub> depend on <italic>p</italic><sub>1,2,3</sub> while <italic>y</italic><sub>4,5,6,7</sub> depend on <italic>q</italic><sub>1,2,3,4,5</sub>. However, as <italic>p</italic><sub>1,2,3</sub> are correlated with <italic>q</italic><sub>1,2,3,4,5</sub>, <italic>y</italic><sub>2,3</sub> and <italic>y</italic><sub>4,5,6,7</sub> are correlated as well.</p>
<p>The uncertainty matrix U<italic><sub>y</sub></italic> of the parameters <italic>y</italic><sub>2</sub>, <italic>y</italic><sub>3</sub>, ⋯, <italic>y</italic><sub>7</sub> is:
<disp-formula>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">U</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mo>⋯</mml:mo></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>27</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>32</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow/></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>37</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>⋮</mml:mo></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow/></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mo>⋱</mml:mo></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mo>⋮</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>72</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>73</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mo>⋯</mml:mo></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p></sec>
<sec>
<label>4.3.</label>
<title>Using the Transfer Function to Determine Other Parameters: Gain, Phase Shift and Cut-Off Frequency of the RPC</title>
<p>As described previously, the transfer function can be used to determine the gain <italic>G</italic>(ω) = <italic>g<sub>DC</sub></italic> · <italic>g</italic>(<italic>ω</italic>) and the phase shift φ(ω) of the RPC when the optical power arriving at the photodiode is harmonic. The angular frequency of the optical signal can be expressed as <italic>ω</italic> = 2π<italic>f</italic>, where <italic>f</italic> is its frequency.</p>
<sec>
<label>4.3.1.</label>
<title>Gain and Phase Shift</title>
<p>Again, the uncertainty propagation from the transfer function parameters <italic>g<sub>DC</sub></italic> ≡ <italic>y</italic><sub>1</sub>, <italic>y</italic><sub>2</sub>, <italic>y</italic><sub>3</sub>, ⋯, <italic>y</italic><sub>7</sub> to <italic>G</italic>(ω) = <italic>g<sub>DC</sub></italic> · <italic>g</italic>(<italic>ω</italic>) and φ(<italic>ω</italic>) are calculated by using the procedure described in Section 3. At a specified frequency <italic>f</italic>, the gain and phase shift are functions of the parameters <italic>y</italic><sub>2</sub>, <italic>y</italic><sub>3</sub>, ⋯, <italic>y</italic><sub>7</sub>:
<disp-formula>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>⋯</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>φ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>φ</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>⋯</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>The uncertainty matrix of the vector [gφ] is:
<disp-formula>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo> </mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">g</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi>
<mml:mo> </mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">g</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>φ</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi>
<mml:mo> </mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">g</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>φ</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo> </mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>φ</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">J</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">U</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">J</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where J<sub>2</sub> is the Jacobian matrix of the functions <italic>g</italic> = <italic>g</italic>(<italic>y</italic><sub>2</sub>, <italic>y</italic><sub>3</sub>, ⋯, <italic>y</italic><sub>7</sub>) and φ = φ (<italic>y</italic><sub>2</sub>, <italic>y</italic><sub>3</sub>, ⋯, <italic>y</italic><sub>7</sub>), and is given by:
<disp-formula>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">J</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mo>⋯</mml:mo></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>φ</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>φ</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mo>⋯</mml:mo></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>φ</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>and the partial derivatives of matrix J<sub>2</sub> are evaluated numerically.</p>
<p>For example, at frequency <italic>f</italic> = 47.7 kHz, we obtain the following results:
<disp-formula>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>12.1</mml:mn>
<mml:mo> </mml:mo>
<mml:mtext>dB</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>φ</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>78.9</mml:mn>
<mml:mo>°</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>φ</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>φ</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>φ</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>0.54</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.48</mml:mn>
<mml:mo> </mml:mo>
<mml:mtext>dB</mml:mtext>
<mml:mo> </mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>φ</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.3</mml:mn>
<mml:mo>°</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd/></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p><xref ref-type="fig" rid="f2-sensors-09-03149">Figures 2</xref> and <xref ref-type="fig" rid="f3-sensors-09-03149">3</xref> show in thick-blue lines the gain g and the phase shift φ of the RPC versus frequency, respectively. The thin-red lines represent the upper and lower boundaries of the expanded uncertainty interval. Expanded uncertainties has been evaluated at a level of confidence of approximately 95%, using a coverage factor of <italic>k</italic> = 2 [<xref ref-type="bibr" rid="b25-sensors-09-03149">25</xref>].</p></sec>
<sec>
<label>4.3.2.</label>
<title>Cut-Off Frequency</title>
<p>Another important parameter is the cut-off frequency <italic>f<sub>c</sub></italic>. For the case under analysis, from the frequency response shown in <xref ref-type="fig" rid="f2-sensors-09-03149">Figures. 2</xref> and <xref ref-type="fig" rid="f3-sensors-09-03149">3</xref>, it can be seen that, as the first zero is located between the second and the third pole and the second zero is located right after the forth pole, the cut-off frequency <italic>f<sub>c</sub></italic> depends mainly on the denominator of <italic>T</italic><sub>2</sub>(<italic>s</italic>).</p>
<p>In this paper, the cut-off frequency <italic>f<sub>c</sub></italic> was determined numerically in the frequency range shown in <xref ref-type="fig" rid="f2-sensors-09-03149">Figures. 2</xref> and <xref ref-type="fig" rid="f3-sensors-09-03149">3</xref>, and its partial derivatives with respect to y<sub>4</sub>, y<sub>5</sub>, ⋯, y<sub>7</sub> were determined numerically as well.</p>
<p>In order to be consistent with the above statements, for the analysis, the partial derivatives of <italic>f<sub>c</sub></italic> with respect to <italic>y</italic><sub>2</sub> and <italic>y</italic><sub>3</sub> were assumed to be equal to zero. Therefore, the standard uncertainty of the cut-off frequency, <italic>u</italic>(<italic>f<sub>c</sub></italic>), was calculated as follows:
<disp-formula>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>45</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>46</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>47</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>54</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>56</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>57</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>64</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>65</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>67</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>74</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>75</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>76</mml:mn></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow>
<mml:mo>⋅</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>∂</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mn>7</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>Finally, the results are the following:
<disp-formula>
<mml:math display="block">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>12</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo> </mml:mo>
<mml:mtext>kHz</mml:mtext>
<mml:mo> </mml:mo>
<mml:mo> </mml:mo>
<mml:mo> </mml:mo>
<mml:mo> </mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.70</mml:mn>
<mml:mo> </mml:mo>
<mml:mtext>kHz</mml:mtext>
<mml:mo> </mml:mo>
<mml:mo> </mml:mo>
<mml:mo> </mml:mo>
<mml:mo> </mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>95</mml:mn>
<mml:mo>%</mml:mo></mml:mrow></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi></mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1.4</mml:mn>
<mml:mo> </mml:mo>
<mml:mtext>kHz</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where the expanded uncertainty expanded <italic>U</italic><sub>95%</sub>(<italic>f<sub>c</sub></italic>) has been evaluate at a level of confidence of approximately 95%, using a coverage factor of <italic>k</italic> = 2 [<xref ref-type="bibr" rid="b25-sensors-09-03149">25</xref>].</p></sec></sec></sec>
<sec sec-type="conclusions">
<label>5.</label>
<title>Conclusions</title>
<p>In this paper, the uncertainty of the transfer function of a RPC has been estimated in accordance with the Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement of the Organization for Standardization. The RPC transfer function has been described through seven parameters and the uncertainty and correlation coefficients of these parameters have been estimated as well. Also, it has been shown that other parameters such as the gain, phase margin and the cut-off frequency can be estimated along with their respective uncertainties taking into consideration the information given by the RPC transfer function.</p></sec></body>
<back>
<ack>
<p>This work has been partially supported by the Ministry of Science and Innovation (MICINN) of Spain under the research project TEC2007-63121, and the Universidad Politécnica de Madrid.</p></ack>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="b1-sensors-09-03149"><label>1.</label><citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Adams</surname><given-names>T.M.</given-names></name></person-group><source>G104-A2LA Guide for estimation of measurement uncertainty in testing</source><publisher-name>American Association for Laboratory Accreditation</publisher-name><publisher-loc>Frederick, MD, USA</publisher-loc><month>July</month><year>2002</year></citation></ref>
<ref id="b2-sensors-09-03149"><label>2.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hernandez</surname><given-names>W.</given-names></name></person-group><article-title>Photometer circuit based on positive and negative feedback compensations</article-title><source>Sens. Lett</source><year>2007</year><volume>5</volume><fpage>612</fpage><lpage>614</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1166/sl.2007.232</pub-id></citation></ref>
<ref id="b3-sensors-09-03149"><label>3.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hernandez</surname><given-names>W.</given-names></name></person-group><article-title>Linear robust photometer circuit</article-title><source>Sens. Actuator A</source><year>2008</year><volume>141</volume><fpage>447</fpage><lpage>453</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.sna.2007.08.022</pub-id></citation></ref>
<ref id="b4-sensors-09-03149"><label>4.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hernandez</surname><given-names>W.</given-names></name></person-group><article-title>Performance analysis of a robust photometer circuit</article-title><source>IEEE Trans. Circuit. Syst. II</source><year>2008</year><volume>55</volume><fpage>106</fpage><lpage>110</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TCSII.2007.910960</pub-id></citation></ref>
<ref id="b5-sensors-09-03149"><label>5.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hernandez</surname><given-names>W.</given-names></name></person-group><article-title>Robustness and noise voltage analysis in two photometer circuits</article-title><source>IEEE Sens. J</source><year>2007</year><volume>7</volume><fpage>1668</fpage><lpage>1674</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1109/JSEN.2007.909623</pub-id></citation></ref>
<ref id="b6-sensors-09-03149"><label>6.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hernandez</surname><given-names>W.</given-names></name></person-group><article-title>Input-output transfer function analysis of a photometer circuit based on an operational amplifier</article-title><source>Sensors</source><year>2008</year><volume>8</volume><fpage>35</fpage><lpage>50</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.3390/s8010035</pub-id></citation></ref>
<ref id="b7-sensors-09-03149"><label>7.</label><citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Skogestad</surname><given-names>S.</given-names></name><name><surname>Posthlethwaite</surname><given-names>I.</given-names></name></person-group><source>Multivariable Feedback Control</source><publisher-name>John Wiley and Sons</publisher-name><publisher-loc>Chichester, England</publisher-loc><year>1996</year></citation></ref>
<ref id="b8-sensors-09-03149"><label>8.</label><citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Zhou</surname><given-names>K.</given-names></name><name><surname>Doyle</surname><given-names>J.C.</given-names></name><name><surname>Glover</surname><given-names>K.</given-names></name></person-group><source>Robust and Optimal Control</source><publisher-name>Prentice-Hall</publisher-name><publisher-loc>New Jersey, USA</publisher-loc><year>1996</year></citation></ref>
<ref id="b9-sensors-09-03149"><label>9.</label><citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Johnson</surname><given-names>M.</given-names></name></person-group><source>Photodetection and measurement: maximizing performance in optical systems</source><publisher-name>McGraw-Hill</publisher-name><publisher-loc>New York, NY, USA</publisher-loc><year>2003</year></citation></ref>
<ref id="b10-sensors-09-03149"><label>10.</label><citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Pallás-Areny</surname><given-names>P.</given-names></name><name><surname>Webster</surname><given-names>J.G.</given-names></name></person-group><source>Sensors and signal conditioning</source><edition>2nd Ed</edition><publisher-name>John Wiley &amp; Sons</publisher-name><publisher-loc>New York, NY, USA</publisher-loc><year>2001</year></citation></ref>
<ref id="b11-sensors-09-03149"><label>11.</label><citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Graeme</surname><given-names>J.</given-names></name></person-group><source>Photodiode amplifiers: op amp solution</source><publisher-name>McGraw-Hill</publisher-name><publisher-loc>New York, NY, USA</publisher-loc><year>1996</year></citation></ref>
<ref id="b12-sensors-09-03149"><label>12.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hernandez</surname><given-names>W.</given-names></name></person-group><article-title>Improving the response of an accelerometer by using optimal filtering</article-title><source>Sensor. Actuator. A-phys</source><year>2001</year><volume>88</volume><fpage>198</fpage><lpage>208</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0924-4247(00)00520-3</pub-id></citation></ref>
<ref id="b13-sensors-09-03149"><label>13.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hernandez</surname><given-names>W.</given-names></name></person-group><article-title>Improving the response of several accelerometers used in a car under performance tests by using Kalman filtering</article-title><source>Sensors</source><year>2001</year><volume>1</volume><fpage>38</fpage><lpage>52</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.3390/s10100038</pub-id></citation></ref>
<ref id="b14-sensors-09-03149"><label>14.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hernandez</surname><given-names>W.</given-names></name></person-group><article-title>Improving the response of a wheel speed sensor using an adaptive line enhancer</article-title><source>Measurement</source><year>2003</year><volume>33</volume><fpage>229</fpage><lpage>240</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0263-2241(02)00077-5</pub-id></citation></ref>
<ref id="b15-sensors-09-03149"><label>15.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hernandez</surname><given-names>W.</given-names></name></person-group><article-title>Improving the response of a wheel speed sensor by using frequency-domain adaptive filtering</article-title><source>IEEE Sens. J</source><year>2003</year><volume>3</volume><fpage>404</fpage><lpage>413</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1109/JSEN.2003.815940</pub-id></citation></ref>
<ref id="b16-sensors-09-03149"><label>16.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hernandez</surname><given-names>W.</given-names></name></person-group><article-title>Robust multivariable estimation of the relevant information coming from a wheel speed sensor and an accelerometer embedded in a car under performance tests</article-title><source>Sensors</source><year>2005</year><volume>5</volume><fpage>488</fpage><lpage>508</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.3390/s5110488</pub-id></citation></ref>
<ref id="b17-sensors-09-03149"><label>17.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hernandez</surname><given-names>W.</given-names></name></person-group><article-title>Improving the response of a rollover sensor placed in a car under performance tests by using a RLS lattice algorithm</article-title><source>Sensors</source><year>2005</year><volume>5</volume><fpage>613</fpage><lpage>632</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.3390/s5120613</pub-id></citation></ref>
<ref id="b18-sensors-09-03149"><label>18.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hernandez</surname><given-names>W.</given-names></name></person-group><article-title>Improving the response of a wheel speed sensor by using a RLS lattice algorithm</article-title><source>Sensors</source><year>2006</year><volume>6</volume><fpage>64</fpage><lpage>79</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.3390/s6020064</pub-id></citation></ref>
<ref id="b19-sensors-09-03149"><label>19.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hernandez</surname><given-names>W.</given-names></name></person-group><article-title>Improving the response of a load cell by using optimal filtering</article-title><source>Sensors</source><year>2006</year><volume>6</volume><fpage>697</fpage><lpage>711</lpage></citation></ref>
<ref id="b20-sensors-09-03149"><label>20.</label><citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hernandez</surname><given-names>W.</given-names></name></person-group><article-title>Wheel speed sensors</article-title><source>Encyclopedia of Sensors</source><person-group person-group-type="editor"><name><surname>Grimes</surname><given-names>C.A.</given-names></name><name><surname>Dickey</surname><given-names>E.C.</given-names></name><name><surname>Pishko</surname><given-names>M.V.</given-names></name></person-group><publisher-name>American Scientific Publishers</publisher-name><publisher-loc>Los Angeles, CA, USA</publisher-loc><year>2006</year><comment>volume 10,</comment><fpage>461</fpage><lpage>472</lpage></citation></ref>
<ref id="b21-sensors-09-03149"><label>21.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hernandez</surname><given-names>W.</given-names></name></person-group><article-title>Optimal estimation of the acceleration of a car under performance tests</article-title><source>IEEE Sens. J</source><year>2007</year><volume>7</volume><fpage>392</fpage><lpage>400</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1109/JSEN.2007.891928</pub-id></citation></ref>
<ref id="b22-sensors-09-03149"><label>22.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hernandez</surname><given-names>W.</given-names></name></person-group><article-title>Optimal estimation of the relevant information coming from a variable reluctance proximity sensor placed in a car undergoing performance tests</article-title><source>Mech. Syst. Signal Process</source><year>2007</year><volume>21</volume><fpage>2732</fpage><lpage>2739</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ymssp.2007.02.005</pub-id></citation></ref>
<ref id="b23-sensors-09-03149"><label>23.</label><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hernandez</surname><given-names>W.</given-names></name></person-group><article-title>A survey on optimal signal processing techniques applied to improve the performance of mechanical sensors in automotive applications</article-title><source>Sensors</source><year>2007</year><volume>7</volume><fpage>84</fpage><lpage>102</lpage><pub-id pub-id-type="doi">10.3390/s7010084</pub-id></citation></ref>
<ref id="b24-sensors-09-03149"><label>24.</label><citation citation-type="other"><source>International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated terms (VIM) European Co-operation for Acreditation of Laboratories</source><comment>Published by BIPM in the name of BIPM, IEC, IFCC, ILAC, ISO, IUPAC, IUPAP and OIML. Ref. JGCM 200:</comment><year>2008</year></citation></ref>
<ref id="b25-sensors-09-03149"><label>25.</label><citation citation-type="other"><source>Evaluation of measurement data – Guide to the expression of uncertainty in measurement</source><comment>Published by BIPM in the name of BIPM, IEC, IFCC, ILAC, ISO, IUPAC, IUPAP and OIML. Ref. JGCM 100:</comment><year>2008</year></citation></ref>
<ref id="b26-sensors-09-03149"><label>26.</label><citation citation-type="other"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Cox</surname><given-names>M.G.</given-names></name><name><surname>Harris</surname><given-names>P.M.</given-names></name></person-group><source>Software support for metrology. Best practice guide No. 6: Uncertaitny evaluation</source><comment>National Physical Laboratory, NPL Report, DEM-ES-011,</comment><month>Sep</month><year>2006</year></citation></ref>
<ref id="b27-sensors-09-03149"><label>27.</label><citation citation-type="other"><source>Evaluation of measurement data – Supplement 2 to the “Guide to the expression of uncertainty in measurement” – Models with any number of output quantities</source><comment>Joint Committee for Guides in Metrology, ISO/IEC Guide 98-3/NP Suppl. 2, to be published.</comment></citation></ref>
<ref id="b28-sensors-09-03149"><label>28.</label><citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Ralston</surname><given-names>A</given-names></name><name><surname>Rabinowitz</surname><given-names>P.</given-names></name></person-group><source>A first course in numerical analysis</source><publisher-name>Courier Dover Publications</publisher-name><publisher-loc>New York, NY, USA</publisher-loc><year>2001</year><comment>Chapter 4.</comment></citation></ref></ref-list>
<sec sec-type="display-objects">
<title>Figures and Tables</title>
<fig id="f1-sensors-09-03149" position="float">
<label>Figure 1.</label>
<caption>
<p>Robust photometer circuit.</p></caption>
<graphic xlink:href="sensors-09-03149f1.gif"/></fig>
<fig id="f2-sensors-09-03149" position="float">
<label>Figure 2.</label>
<caption>
<p>Gain <italic>g</italic> (dB) vs. frequency <italic>f</italic> (Hz).</p></caption>
<graphic xlink:href="sensors-09-03149f2.gif"/></fig>
<fig id="f3-sensors-09-03149" position="float">
<label>Figure 3.</label>
<caption>
<p>Phase shift φ(°) vs. frequency <italic>f</italic> (Hz).</p></caption>
<graphic xlink:href="sensors-09-03149f3.gif"/></fig>
<table-wrap id="t1-sensors-09-03149" position="float">
<label>Table 1.</label>
<caption>
<p>Minimum, typical, maximum value and standard uncertainty of the input quantities.</p></caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<th align="center" valign="middle"><bold>Input quantity</bold></th>
<th align="center" valign="middle"><bold>MIN</bold></th>
<th align="center" valign="middle"><bold>TYP</bold></th>
<th align="center" valign="middle"><bold>MAX</bold></th>
<th align="center" valign="middle"><bold>Standard uncertainty</bold></th></tr></thead>
<tbody>
<tr>
<td align="center" valign="top">C<sub>j</sub></td>
<td align="left" valign="top">522 pF</td>
<td align="left" valign="top">580 pF</td>
<td align="left" valign="top">638 pF</td>
<td align="left" valign="top">24 pF</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="top">R<sub>j</sub></td>
<td align="left" valign="top">374 MΩ</td>
<td align="left" valign="top">416 MΩ</td>
<td align="left" valign="top">457 MΩ</td>
<td align="left" valign="top">17 MΩ</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="top">R<sub>s</sub></td>
<td align="left" valign="top">5.31 Ω</td>
<td align="left" valign="top">5.90 Ω</td>
<td align="left" valign="top">6.49 Ω</td>
<td align="left" valign="top">0.24 Ω</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="top">R<sub>1</sub></td>
<td align="left" valign="top">900 Ω</td>
<td align="left" valign="top">1000 Ω</td>
<td align="left" valign="top">1100 Ω</td>
<td align="left" valign="top">41 Ω</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="top">R<sub>2</sub></td>
<td align="left" valign="top">90.0 Ω</td>
<td align="left" valign="top">100.0 Ω</td>
<td align="left" valign="top">110.0 Ω</td>
<td align="left" valign="top">4.1 Ω</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="top">R<sub>3</sub></td>
<td align="left" valign="top">90.0 kΩ</td>
<td align="left" valign="top">100.0 kΩ</td>
<td align="left" valign="top">110.1 kΩ</td>
<td align="left" valign="top">4.1 Ω</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="top">R<sub>4</sub></td>
<td align="left" valign="top">19.87 kΩ</td>
<td align="left" valign="top">22.08 kΩ</td>
<td align="left" valign="top">24.29 kΩ</td>
<td align="left" valign="top">0.90 kΩ</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="top">R<sub>i</sub></td>
<td align="left" valign="top">15.0 MΩ</td>
<td align="left" valign="top">50.0 MΩ</td>
<td align="left" valign="top">55.0 MΩ</td>
<td align="left" valign="top">2.0 MΩ</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="top"><italic>C<sub>i</sub></italic></td>
<td align="left" valign="top">0 pF</td>
<td align="left" valign="top">0 pF</td>
<td align="left" valign="top">0 pF</td>
<td align="left" valign="top">0 pF</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="top">A<sub>0</sub></td>
<td align="left" valign="top">106 dB</td>
<td align="left" valign="top">114 dB</td>
<td align="left" valign="top">125.4 dB</td>
<td align="left" valign="top">1.46 dB</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="top">ω<sub>T</sub></td>
<td align="left" valign="top">0.80π Mrad/s</td>
<td align="left" valign="top">1.20π Mrad/s</td>
<td align="left" valign="top">1.30π Mrad/s</td>
<td align="left" valign="top">0.15 Mrad/s</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="top">σ</td>
<td align="left" valign="top">121.1 mA/W</td>
<td align="left" valign="top">134.5 mA/W</td>
<td align="left" valign="top">148.0 mA/W</td>
<td align="left" valign="top">5.5 mA/W</td></tr></tbody></table></table-wrap>
<table-wrap id="t2-sensors-09-03149" position="float">
<label>Table 2.</label>
<caption>
<p>Parameter estimation, standard uncertainty and relative standard uncertainty.</p></caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<th align="center" valign="middle"><bold>Parameter</bold></th>
<th align="center" valign="middle"><bold>Parameter estimation</bold></th>
<th align="center" valign="middle"><bold>Standard uncertainty</bold></th>
<th align="center" valign="middle"><bold>Relative standard uncertainty</bold></th></tr></thead>
<tbody>
<tr>
<td align="center" valign="top">y<sub>2</sub></td>
<td align="center" valign="top">0.0053</td>
<td align="center" valign="top">0.0016</td>
<td align="center" valign="top">0.30</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="top">y<sub>3</sub></td>
<td align="center" valign="top">0.42</td>
<td align="center" valign="top">0.12</td>
<td align="center" valign="top">0.29</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="top">y<sub>4</sub></td>
<td align="center" valign="top">0.148</td>
<td align="center" valign="top">0.029</td>
<td align="center" valign="top">0.20</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="top">y<sub>5</sub></td>
<td align="center" valign="top">12.2</td>
<td align="center" valign="top">2.0</td>
<td align="center" valign="top">0.17</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="top">y<sub>6</sub></td>
<td align="center" valign="top">55.9</td>
<td align="center" valign="top">8.0</td>
<td align="center" valign="top">0.14</td></tr>
<tr>
<td align="center" valign="top">y<sub>7</sub></td>
<td align="center" valign="top">50.3</td>
<td align="center" valign="top">2.9</td>
<td align="center" valign="top">0.057</td></tr></tbody></table></table-wrap></sec></back></article>
