易燃固體燃燒速率試驗裝置電壓、計時器示值誤差測量結(jié)果不確定度的評定示例

1、附錄 C電壓示值誤差測量結(jié)果不確定度評定示例C.1校準(zhǔn)方法將被檢電源的電壓輸出端接至數(shù)字萬用表兩端，將數(shù)字萬用表調(diào)至相應(yīng)電壓檔，同時記錄數(shù)字萬用表電壓示值U1 和固體氧化性試驗裝置電壓示值U2，設(shè)備電壓測量裝置的示值誤差U= U2- U1。重復(fù)測量3 次，計算出3 次測量結(jié)果的平均值，結(jié)果保留到0.1V。C.2測量模型電壓示值誤差的數(shù)學(xué)模型見式（C.1）UU2U1（ C.1）式中：U 電壓的示值誤差，V ；U 1 數(shù)字萬用表的測量示值， V；U 2 儀器的電壓示值，V。C.3電壓示值測量結(jié)果不確定度評定C.3.1標(biāo)準(zhǔn)不確定度的來源對電壓示值測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源主要由測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不

2、確定度分量u(U1) 和數(shù)字萬用表示值誤差引入的不確定度分量u(U 2) 。測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(l 1)對儀器電壓16.4V 進(jìn)行 10 次測量，測得結(jié)果見表C.1.表 C.1 重復(fù) 10 次測量結(jié)果第 i 次測量12345電壓 /mm16.4016.4016.4116.4016.42第 i 次測量678910電壓 /mm16.4216.4116.4016.3916.40電壓示值的平均值 U16.4 V采用貝塞爾公式計算單次測量的實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差s(Ui ) ，見式（ C.2）：102U iUi 10.01V（ C.2）s(Ui )n1式中：s(Ui ) 第 i 次測量結(jié)果， V；

3、U 10 次測量結(jié)果的平均值， V；N 測量次數(shù)。實際測量以3 次測量的平均值作為測量結(jié)果，故標(biāo)準(zhǔn)不確定度, 見式（ C.3）：u (U 1)s(U i )0.010.006 V（ C.3）33C.3.3數(shù)字萬用表最大允許誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(U 2)數(shù)字萬用表最大允許誤差為±0.02V，區(qū)間半寬為 0.01V，假設(shè)為均勻分布， k=3 ，故：u(U 2)0.010.006 V（ C.4）3C.3.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量表標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量表見表C.2。表 C.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量 u( xi )不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度值 /Vu(U1)測量重復(fù)性引入的不確定

4、度0.006u(U2)數(shù)字萬用表最大允許誤差引0.006入的不確定度合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc各輸入量之間相互獨立，互不相關(guān)，因此，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，見式（C.5）：ucu(U 1) 2u(U 2) 20.00620.0062（ C.5）0.008 V擴(kuò)展不確定度U擴(kuò)展不確定度Ukuc ，取包含因子k=2，孔板厚度測量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度，見式（C.6）：U kuc 2 0.008 V 0.02 V（ C.6）附錄 D計時器示值誤差測量結(jié)果不確定度的評定示例D.1 校準(zhǔn)方法用電子秒表進(jìn)行計時器示值誤差的測量，校準(zhǔn)用電子秒表時間示值和設(shè)備計時器記錄的時間示值之差，即為計時器示值誤差。重復(fù) 3 次，計算出

5、 3 次測量結(jié)果的平均值，結(jié)果保留到 0.1 s。D.2 測量模型計時器示值誤差的數(shù)學(xué)模型如式（D.1）：tt1 - t 2（ D.1）式中：t 1設(shè)備計時器示值；t 2電子秒表示值；t 計時器示值誤差。方差和靈敏系數(shù)：由式（ D.1）得方差傳播公式：u 2 ( t ) c12u 2 (t1 )+c 22u 2 ( t2 )式中：u (t ) 示值誤差的測量不確定度；u ( t1 ) 由設(shè)備計時器引入的不確定度；u ( t 2 ) 由電子秒表引入的不確定度。c 1tc 2t1t 2-1因為t1,所以式（ D.2）簡化為：u 2 (t)u 2 (t1 )+ u 2 (t2 )令 uc = u(

6、t )，u1 = u(t1)，u2 = u(t2)，（ D.2）（ D.3）則式（ D.3）簡化為：u 2u 2+ u2c12（ D.4）式中：uc 計時器示值誤差的測量不確定度；u1 由設(shè)備計時器引入的不確定度分量；u2 由電子秒表引入的不確定度分量。D. 3 測量結(jié)果不確定度的評定D. 3.1 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的來源計時器示值誤差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源主要有設(shè)備計時器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1 和電子秒表引入的不確定度分量u2 。D.3.2設(shè)備計時器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1D.3.2.1 測量重復(fù)性引入的不確定度u11在 2 min 試驗時間內(nèi)，采用秒表重復(fù)測量試樣試驗時間10 次，測量結(jié)果如表

7、D.1 所示。表 D.1 測量結(jié)果次數(shù)12345678910測量值 ,s119.98120.04120.08119.94120.05 120.03120.06120.09119.95119.99平均值120.02s標(biāo)準(zhǔn)差 s0.05s0.05（ D.5）u110.03 s33D.3.2.2 計時器分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u12計時器讀數(shù)的分辨力為0.02 s，區(qū)間半寬為0.01 s，估計為均勻分布，故：u120.01s0.006 s（ D.6）3u122（ D.7）u11 +u12 =0.03 sD.3.3 電子秒表引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u2D.3.3.1電子秒表分辨力引入的不確定度u21電子秒表給出的分辨力為0.02 s，區(qū)間半寬度為0.01 s，估計為均勻分布，k = 3 ，故：u0.010.006 s（ D.8）213D.3.3.2操作引入的不確定度u22操作引入的誤差約為0.2s，區(qū)間半寬度為0.1s，估計為均勻分布，k =3 ，故：u 220.10.06 s（ D.9）3uu2 +u2=0.08 s（ D.10）22122表 D.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度列表標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度值 /minu 1設(shè)備計時器0.03u 2電子秒表0.08合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量相互獨立，合成