液壓千斤頂檢定裝置測量不確定度評定

1、液壓千斤頂檢定裝置測量不確定度評定張毅陜西省計量科學(xué)研究院摘 要：研究影響液壓千斤頂測量結(jié)果因素，根據(jù)一些實際測量情況分析了對測量結(jié)果有明顯影響的不確定度來源，按照不確定度評定流程對液壓千斤頂檢定裝置的不確定度評定進(jìn)行了分析討論。關(guān)鍵詞：液壓千斤頂裝置，不確定度，評定流程測量不確定度的評定方法應(yīng)依據(jù)JJF1059-1999測量不確定度評定與表示的規(guī)定。不確定度評定的流程為1.分析不確定度來源和建立數(shù)學(xué)模型；2評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量ui；3計算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc；4確定擴展不確定度U；5報告測量結(jié)果。本文，就液壓千斤頂檢定裝置測量不確定度按照該流程進(jìn)行評定。1分析液壓千斤頂檢定裝置測量不確定度來

2、源不確定度來源的分析取決于對測量方法、測量設(shè)備、測量條件及對被測量的詳細(xì)了解和認(rèn)識。液壓千斤頂檢定裝置是由液壓千斤頂、電動油泵、壓力表、高壓油管組成。其中，檢定規(guī)程中明確規(guī)定千斤頂設(shè)備需配套檢定，配套使用。由此可見，電動油泵與壓力表帶來的不確定度影響是比較大的。因此，根據(jù)分析，液壓千斤頂檢定裝置測量不確定度來源主要為以下幾個方面1） 正常工作條件下，應(yīng)變式標(biāo)準(zhǔn)測力儀即測量標(biāo)準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量；2） 測量結(jié)果重復(fù)性引入的不確定度分量；3） 溫度變化引入的不確定分量；4） 由于液壓千斤頂裝置中使用的壓力表多為模擬式的，其讀取示值時需要在最小分度內(nèi)估讀，由觀測者讀數(shù)的不同引入的不確定度分量；5

3、） 由壓力表示值誤差引入的不確定度分量；6） 壓力表分辨力引入的不確定度分量。 2測量標(biāo)準(zhǔn)不確定度各分量的評定1） 正常工作條件下，應(yīng)變式標(biāo)準(zhǔn)測力儀即測量標(biāo)準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量根據(jù)檢定規(guī)程，應(yīng)變式標(biāo)準(zhǔn)測力儀準(zhǔn)確度不低于0.5級，本文中選用0.3級應(yīng)變式標(biāo)準(zhǔn)測力儀。由其檢定證書可得，U=0.3%（k=2.58）。選用的液壓千斤頂活塞有效工作面積為2.833×10-2m2，因此在1000kN點，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為 u1=0.041MPa2） 測量結(jié)果重復(fù)性引入的不確定度分量。由于測量值受到由諸多的隨機因素影響，因此具有一定的分散性。對選用的液壓千斤頂1000kN點進(jìn)行10次檢定，得

4、到數(shù)據(jù)如下：檢定次數(shù)12345678910示值（MPa）35.235.335.235.435.235.335.235.235.335.4由A類評定方法，其不確定度分量可得： u2=0.026MPa其中MPa3） 溫度變化引入的不確定度分量液壓千斤頂檢定規(guī)程中規(guī)定：檢定在（5-35）溫度下進(jìn)行，實際工作中，環(huán)境溫度變化很小，由其引入的不確定度可以忽略，但液壓油溫變化引入的不確定定度難以忽略，即使采用冷卻等降低溫度的方法，液壓千斤頂檢定過程油溫變化也在20左右，估計為正態(tài)分布，k=2，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為u3=0.14MPaK為溫度修正系數(shù)4） 模擬式儀器估讀引起的不確定度分量檢定規(guī)程中規(guī)定，模擬

5、式指示器準(zhǔn)確度等級宜不低于0.4級。選取0.4級精密壓力表，其分度為0.2MPa，半寬度為0.1MPa，并且分布為均勻分布，因此，其不確定分量為u4=MPa 5） 由壓力表示值誤差引入的不確定度分量0.4級滿量程為60MPa的精密壓力表，示值誤差允差為±0.4%FS,取半寬區(qū)間，估計為均勻分布，因此，k=，其不確定度分量u5為u4=0.14MPa6） 壓力表分辨力引入的不確定度分量 使用0.4級精密壓力表作為模擬指示器，最小分度值為0.2MPa，估計為均勻分布，其引入的不確定度分量為 u5=0.058MPa 3計算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 在計算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度之前，對不確定度分量進(jìn)行一下分

6、析，由于重復(fù)性引起的不確定度分量小于壓力表的分辨力所引入的不確定度分量，因此，需用分辨力引入的不確定度分量代替重復(fù)性分量，而不能同時納入。由于各分量不相關(guān)。 0.22MPa其相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為ur=0.22/35.27=0.62% 4確定擴展不確定度 取包含因子k=2，擴展不確定度為U=kuc=0.44MPa5報告測量結(jié)果 液壓千斤頂裝置測量不確定度：額定力為1000kN時,壓力表示值P=35.27MPa，U=0.44MPa，k=26總結(jié)在建立數(shù)學(xué)模型時，由于數(shù)學(xué)模型并不是唯一的，并且數(shù)學(xué)模型并不一定是完善的，它與人們對規(guī)律的認(rèn)識程度有關(guān)，因此，不確定度評定應(yīng)盡可能充分考慮實際中的影響量。在計算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度前，需確認(rèn)各分量是否相關(guān)，并且，如本文所例，由于重復(fù)性引起的不確定度分量小于被測儀器的分辨力所引入的不確定度分量時，應(yīng)該用分辨力引入的不確定度分量代替重復(fù)性分量，而不是能同時納入。這在以