摘 要:主要介紹了連續(xù)累計(jì)自動(dòng)衡器模擬載荷示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定,以期為相關(guān)人員提供一定的參考和借鑒。
1 概述
1.1 測(cè)量依據(jù)
測(cè)量依據(jù)JJG 195—2002《連續(xù)累計(jì)自動(dòng)衡器(皮帶秤)檢定規(guī)程》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)程》)。
1.2 測(cè)量環(huán)境條件
測(cè)量溫度:-10~+40 ℃。
1.3 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其主要計(jì)量特性
使用砝碼(模擬載荷),其質(zhì)量zui大允許相對(duì)誤差為±0.05%.
1.4 被測(cè)對(duì)象及其主要性能
被測(cè)對(duì)象:準(zhǔn)確度0.5級(jí)皮帶秤,zui大允許示值相對(duì)誤差為±0.5%.
1.5 測(cè)量項(xiàng)目與測(cè)量方法
在規(guī)定條件下,使用砝碼(模擬載荷)對(duì)皮帶秤加載,讀取皮帶秤穩(wěn)定運(yùn)行3整圈的連續(xù)累計(jì)值與模擬載荷的理論計(jì)算值之差即為該皮帶秤的示值誤差。
2 數(shù)學(xué)模型
式(1)中:δ為示值誤差;I為皮帶秤示值;T為模擬載荷累計(jì)值。
3 不確定度的傳播
式(2)中:
所以有:
4 分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度
4.1 輸入量I引起的不確定度分量urel(I)
根據(jù)《規(guī)程》要求,輸入量I引起的不確定度分量urel(I)由以下4個(gè)不確定度分項(xiàng)構(gòu)成。
4.1.1 重復(fù)性誤差引起的不確定度分量urel(I1)
根據(jù)《規(guī)程》關(guān)于重復(fù)性的zui大允許誤差要求來(lái)評(píng)定,即用B類(lèi)方法評(píng)定。0.5級(jí)皮帶秤的重復(fù)性zui大允許相對(duì)誤差為±0.1%,估計(jì)為均勻分布,取包含因子k= ,則標(biāo)準(zhǔn)不確定
度為:
u(I1)= ×=0.058%.
4.1.2 零點(diǎn)誤差引起的不確定度分量u(I2)
根據(jù)《規(guī)程》關(guān)于零點(diǎn)的zui大允許誤差要求來(lái)評(píng)定,即用B類(lèi)方法評(píng)定。0.5級(jí)皮帶秤的零點(diǎn)zui大允許相對(duì)誤差為±0.05%,估計(jì)為均勻分布,取包含因子k= ,則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
u(I2)= ×=0.029%.
4.1.3 鑒別力誤差引起的不確定度分量u(I3)
根據(jù)《規(guī)程》關(guān)于置零顯示器鑒別力的zui大允許誤差的要求來(lái)評(píng)定,即用B類(lèi)方法評(píng)定。0.5級(jí)皮帶秤的置零顯示器鑒別力zui大允許相對(duì)誤差為±0.05%,估計(jì)為均勻分布,取包含因子k= ,則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
u(I3)= ×=0.029%.
4.1.4 zui大偏差引起的不確定度分量u(I4)
根據(jù)《規(guī)程》關(guān)于零載荷的zui大偏差的zui大允許誤差的要求來(lái)評(píng)定,即用B類(lèi)方法評(píng)定。0.5級(jí)皮帶秤的零載荷的zui大偏差zui大允許相對(duì)誤差為±0.18%,估計(jì)為均勻分布,取包含因子k= ,則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
u(I4)= ×=0.104%.
標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(I)的計(jì)算式為:
將數(shù)據(jù)代入公式(4)中得:urel(I)≈0.126%.
4.2 輸入量T引起的不確定度分量urel(T)
經(jīng)分析,輸入量T引起的不確定度分量urel(T)由以下3個(gè)不確定度分項(xiàng)構(gòu)成。
4.2.1 不確定度分項(xiàng)一
在對(duì)砝碼質(zhì)量誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量于輸入量urel(T1),砝碼(模擬載荷)經(jīng)過(guò)校準(zhǔn),其質(zhì)量zui大允許相對(duì)誤差為±0.05%.采用B類(lèi)方法評(píng)定,估計(jì)為均勻分布,取包含因子k= ,則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
urel(T1)= ×≈0.029%.
4.2.2 不確定度分項(xiàng)二
對(duì)于皮帶秤秤量長(zhǎng)度等幾何參數(shù)測(cè)量誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量與輸入量u(T2),測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的主要設(shè)備為1級(jí)鋼卷尺(50 m),zui大允許相對(duì)誤差為±0.01%,測(cè)量重復(fù)性誤差不超過(guò)1 mm可以忽略不計(jì)。采用B類(lèi)方法評(píng)定,估計(jì)為均勻分布,取包含因子k= ,則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
u(T2)= ×≈0.006%.
4.2.3 不確定度分項(xiàng)三
在對(duì)皮帶秤回轉(zhuǎn)周期等時(shí)間參數(shù)測(cè)量誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量與輸入量u(T3),測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)主要設(shè)備為電子秒表(分度數(shù)0.01 s),zui大允許誤差為±0.1 s。做重復(fù)性試驗(yàn),對(duì)皮帶秤滾筒的回轉(zhuǎn)周期連續(xù)測(cè)量10次(每一百周計(jì)時(shí)1次),數(shù)據(jù)如下:
實(shí)際測(cè)量中zui長(zhǎng)計(jì)時(shí)時(shí)間為250 s,則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
urel(T3)=0.13 s/250 s=0.052%.
標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(T)的計(jì)算式為:
將數(shù)據(jù)代入公式(7)中得:urel(T)≈0.060%.
5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定
合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算式為:
將數(shù)據(jù)代入公式(8)中得:
6 擴(kuò)展不確定度
取包含因子k=2,得到:
Urel=k×urel(δ)=2×0.140%=0.28%.
7 不確定度一覽表
不確定度一覽表見(jiàn)表1.
8 應(yīng)用指南
在規(guī)范化的常規(guī)測(cè)量中,本測(cè)量不確定度評(píng)定結(jié)果可直接用于重復(fù)性條件下或復(fù)現(xiàn)性條件下的皮帶秤模擬載荷示值誤差的校準(zhǔn)測(cè)量。
〔編輯:劉曉芳〕