電子式萬能機不確定度評定

KJL/QCBP107-2003電子式萬能試驗機負荷示值誤差

測量結(jié)果的不確定度評定編制：海寧審核：楊志剛批準(zhǔn)：克尤木2003年2月14日發(fā)布2003年2月14日實施喀什地區(qū)計量檢定所電子式萬能試驗機負荷示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定概述1.1測量方法：依據(jù)JJG475—2008《電子式萬能試驗機檢定規(guī)程》1.2環(huán)境條件：溫度（20±10）°C溫度波動不大于2°C/h。1.3測量標(biāo)準(zhǔn)：0.3級標(biāo)準(zhǔn)測力儀，相對擴展不確定度U=0.15%,年穩(wěn)定度為土0.3%。951.4被測對象：電子式萬能試驗機（以下簡稱試驗機），測量范圍為1000kN以下，相對最大允許誤差為±1.0%。在規(guī)定環(huán)境條件下，使用試驗機對標(biāo)準(zhǔn)測力儀施加負荷至測量點?？傻玫脚c標(biāo)準(zhǔn)力值相對應(yīng)的試驗機負荷示值，該過程連續(xù)進行3次，以3次示值的算術(shù)平均值減去標(biāo)準(zhǔn)力值之差，即得該測量點試驗機的示值誤差。在符合上述條件且測量范圍在1000kN以下的試驗機，一般可直接使用本不確定度的評定結(jié)果。其它可使用本不確定度的評定方法。建立數(shù)學(xué)模型AF二F-f1+K（t?t）］s0式中：AF—試驗機的示值誤差；F—試驗機3次示值的算術(shù)平均值；F—標(biāo)準(zhǔn)測力儀的標(biāo)準(zhǔn)力值；sK—溫度修正系數(shù)；t—檢定試驗機時環(huán)境溫度；t—檢定標(biāo)準(zhǔn)測力儀時環(huán)境溫度。0RAFc二 =—FK=-0.054kN/C3Rt sdAF~dF~=-dAF~dF~=-11+K€-t)]=-1.00540RAF~dK=-F€-1L-3000kNCs0其中：KC,取F=200kN,t=30°C,t=15°C。s02「RAF /廠「2「RAF_2「RAF…[rf-u(Fs)<…_Rt-u(t)…[rk-u(K)<2u2(2u2(AF)==L-u(F)1+lc-u(F)1+lc-u(t)1+\c-u(K)11 2s3 4全部輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定及其相應(yīng)自由度F的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(F)的評定輸入量F的不確定度來源主要是試驗機的重復(fù)性，可以通過連續(xù)測量得到測量列,采用A類方法進行評定。對一臺lOOOkN的試驗機，選擇最大量程的20%作為測量點，連續(xù)測量10次，得到測量列如表1所示。表1單次測量值序號(i)12345678910示值(kN)200.2其算術(shù)平均值F=-€f=200.44JNni

i=1單次實驗標(biāo)準(zhǔn)差「€(F—F)2

s= =0.23kNn—1任意選擇3臺同類型試驗機每臺分別在滿量程的20%,40%,80%負荷點進行測試。每點在重復(fù)性條件下連續(xù)測量10次，共得到9組測量列，每組測量列分別按上述方法計算得到單次實驗標(biāo)準(zhǔn)差如表2所示。表2m組實驗標(biāo)準(zhǔn)差計算結(jié)果檢測點20%量程40%量程80%量程單位(kN)200400800實驗標(biāo)準(zhǔn)差si(kN)s1s4s3s2s5s6s 3 s 6 s 9 合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差為s= —€s2=0.21kNpmjv j=1自由度為V-=m(n—1)=81自由度為€(€(s，s)2因為?= m，1s

因為?= m，1TOC\o"1-5"\h\zsj\ m，1 4 p實際測量情況，在重復(fù)條件下連續(xù)測量3次，以該3次測量值的算術(shù)平均值作為測量結(jié)果，可得到s 0.21Nu(F)=.寧= =0.121kNF的標(biāo)準(zhǔn)不確定度U(F)的評定' 、s輸入量F的不確定度主要來源于標(biāo)準(zhǔn)測力儀。可根據(jù)檢定證書給出的相對擴展不s

確定度，年穩(wěn)定度評定，即B類方法進行評定。標(biāo)準(zhǔn)測力儀檢定證書給出的相對擴展不確定度U=0.15%,包含因子k=1.98，年穩(wěn)95定度為±0.3%，估計為均勻分布，取包含因子k二込。在測量點200kN處，標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u€F），—（200kN），0.15%（200kN），0.15kNTOC\o"1-5"\h\zk 1.98u€F），—（200kN），（200kN），0.35kNk v-'3u€F），Ju€F）2?u€F）2，、（0.15D+（0.35D，0.38kNS 1 2 L估計…uq為0.10,則自由度為v，50。u\F） fsSt的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（t）的評定輸入量t的不確定度主要為測量過程中的實驗室溫度波動溫度計的示值誤差可忽略，實驗室溫度波動不大于2°C/h,故a=2°C。按均勻分布，取k=*3，得標(biāo)準(zhǔn)不確定度為/、 — 2°C—u（t）， —，一1.16C估計…u€t）為0.10則自由度為v，50。u（t丿 tu（k）的評定溫度修正系數(shù)K由于修約而導(dǎo)致的不確定度,a為/C，按均勻分布，取k=、￡u(u(K)，一2.89x10-5/C估計…7*）為0.10,則自由度為/，50。u（K丿 k標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總于表3表3標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度C.ic-u(x)i ivu(F)被檢器具的重復(fù)性181u(Fs)，Vu(F)2+u(F)212u（F1）：證書給出的不確定度u（F2）：證書給出的年穩(wěn)定度0.38kN(200)0.38kN(200)50u(t)溫度波動的不確定度C50u(K)溫度修正系數(shù)由于修約而導(dǎo)致的不確定度X10-5/°C-3000kN?C505合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定5.1合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算輸入量F、F、t與K彼此獨立不相關(guān)，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可按(1)式計算得到：u2(AF)，L?u(F)l+\c?u(F)1+\c?u(t)1+\c?u(K)1c 1 2 3 4^.■'0.122+0.382+0.0632+0.0872,0.41kNveff的計算v=「 _] uJA])effL?u(F)]lc?u(F)1L?u(t)1L?u(K)1TOC\o"1-5"\h\z1 +—2 S+—3 +4—v_ v v vF Fs t K0404 =61q500.124 0.384 0.0634 0.0874+++\o"CurrentDocument"81 50 50 50擴展不確定度的評定取置信概率p=95%，按有效自由度veff=50,查t分布表得到kp=t95擴展不確定度u95為U95=t95(50)?uc(△F)=2.01x0.41kN=0.82kN在20%量程處，相對擴展不確定度為U95rel=0.82kN/(21%同理可計算出40%處：U95rel=0.38% v=5080%處：U95rel=0.38% v=50為了保守起見，用U95r；=0.41%來代替所有測量點的相對擴展不確定度。測量結(jié)果不確定度的報告與表示上述分析及計算按JJF1059—1999“測量不確定度評定與表示”進行。得到電子式萬能試驗機示值誤差測量結(jié)果的相對擴展不確定度為：U95rel=0.41% v=50校準(zhǔn)測量能力8.1測量方法：選擇1臺較穩(wěn)定，重復(fù)性好的電子式萬能試驗機，測量范圍為lOOOkN以下，相對最大允許誤差為±1.0%。選擇滿量程的20%(200kN)、40%(400kN)、60%(600kN)、80%(800kN)、100%(1000kN)負荷點進行測試，每點在重復(fù)性條件下連續(xù)測量10次并上述方法、步驟得到每個校準(zhǔn)點輸入量、輸出量的A類、B類不確定度及擴展不確定度，匯總后得到8.2一覽表。

8.2各校準(zhǔn)點的最佳校準(zhǔn)能力評定一覽表校準(zhǔn)點10次測量結(jié)果(kN)不確定度分量u(F)(kN)不確定度分量u(F)/u(t)/u(K)(kN)合成不確定度uc(△F)(kN)最佳校準(zhǔn)測量能力U(kN)包含因子k20%(200kN)0.030.3863870.390.78240%(400kN)400.2,400.3,400.2,400.2,400.2,400.2,400.2,400.0.390.78260%(600kN)600.2,600.3,600.2,600.2,600