(高清版)GBT 28782.1-2023 液壓傳動(dòng) 測(cè)量技術(shù) 第1部分：通則

國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)I Ⅲ IV 1 1 1 2 2 4 5 7 810合成標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量不確定度 9附錄A(資料性)最佳測(cè)量能力指南 附錄B(資料性)不確定度傳播律 附錄C(資料性)測(cè)量系統(tǒng)驗(yàn)收信息表 Ⅲ 附錄A對(duì)應(yīng)ISO9110-1:2020中的附錄C,其中A.2.1～A.2.14對(duì)應(yīng)ISO9110-1:2020中的C.2.1～C.2.14;附錄C對(duì)應(yīng)ISO9110 液壓傳動(dòng)測(cè)量技術(shù)作為液壓元件及液壓系統(tǒng)研制和生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，是——第1部分：通則。目的是確定在靜態(tài)或穩(wěn)態(tài)工況下測(cè)量液壓——第2部分：密閉回路中平均穩(wěn)態(tài)壓力的測(cè)量。目的是確定測(cè)量液壓傳動(dòng)回路中平均穩(wěn)態(tài)壓力1GB/T17446流體傳動(dòng)系統(tǒng)及元件詞匯(GB/T17446—2012,ISO5598:2008,IDT)GB/T17989.1控制圖第1部分：通用指南(GGB/T17989.2控制圖第2部分：常規(guī)控制圖(GB/T17989.2—2020,ISO7870-2:2013,MOD)2 3GB/T28782.1—2023——儀器損壞的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于A級(jí)測(cè)量，宜在儀器使用前進(jìn)行期間核查。如果測(cè)試條件不允許，例如由外部機(jī)構(gòu)進(jìn)行校準(zhǔn)，在測(cè)試結(jié)束后宜進(jìn)行期間核查。對(duì)于B級(jí)和C級(jí)測(cè)量，期間核查通常按規(guī)定時(shí)間間隔進(jìn)行。可以考慮以下因素來評(píng)估獲取可疑數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)：a)儀器制造商的建議和說明書；b)儀器過去的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和校準(zhǔn)控制表；c)現(xiàn)有類似儀器的歷史校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。5.4新儀器或未經(jīng)校準(zhǔn)的儀器的校準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)不少于10個(gè)，每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)重復(fù)試驗(yàn)5次。校準(zhǔn)可在內(nèi)部進(jìn)行，也可通過儀器制造商或外部機(jī)構(gòu)進(jìn)行校準(zhǔn)。5.5具有線性特性的儀表，應(yīng)在量程范圍內(nèi)均勻選取校準(zhǔn)點(diǎn)。對(duì)于非線性儀表，如渦輪流量計(jì)，宜采用等對(duì)數(shù)間距分布選取校準(zhǔn)點(diǎn)，以便在非線性范圍內(nèi)提供更合理的校準(zhǔn)點(diǎn)分布。選擇的校準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)包括實(shí)際使用量程的首末兩端點(diǎn)。對(duì)于之前有校準(zhǔn)歷史的儀器，按全量程的25%、50%和100%進(jìn)行校準(zhǔn)，重復(fù)試驗(yàn)3次即可。5.6通過調(diào)整儀器或修正所有獲得的數(shù)據(jù)，消除校準(zhǔn)過程中的系統(tǒng)誤差。若不進(jìn)行修正，則在計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度(見第10章)時(shí)應(yīng)包括系統(tǒng)誤差引入不確定度分量的最大值。例如，如果一臺(tái)儀器的校準(zhǔn)結(jié)果顯示中點(diǎn)偏差為3%,端點(diǎn)偏差為1%,而使用該儀器獲得的數(shù)據(jù)不經(jīng)修正即使用，則在不確定度計(jì)算中應(yīng)使用3%的偏差。5.7若標(biāo)準(zhǔn)不確定度由另一個(gè)獨(dú)立變量的物理關(guān)系得到，應(yīng)使用已知的數(shù)學(xué)函數(shù)進(jìn)行修正。這類不確定度通常是由環(huán)境因素造成的，例如溫度對(duì)傳感器應(yīng)變計(jì)電橋輸出的影響。若測(cè)量中忽略了這類不確定度，且沒有對(duì)其影響進(jìn)行修正，則在計(jì)算第10章的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度時(shí)，應(yīng)包含該類不確定度的最大值。重力因地域差異而不同，因此，由于參考標(biāo)準(zhǔn)或儀器所在地的重力與國(guó)際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)值不同，需進(jìn)行重力修正。本地重力值可按公式(1)、國(guó)際重力公式(IGF)和目前的世界大地測(cè)量系統(tǒng)模型WGS84計(jì)算，該模型考慮了地球的自轉(zhuǎn)、海拔和地球的球面形狀。式中：g?——本地重力加速度，單位為米每二次方秒(m/s2);e——海拔，單位為米(m);R——地球的名義半徑：6378137.0m。重力修正采用公式(2)、公式(3)中的比率法來完成。例如，在與自重相關(guān)的扭矩或壓力測(cè)量校準(zhǔn)m。,pe——質(zhì)量和壓力的修正值；4重力修正適用于壓力計(jì)等依賴液柱高度的儀器。重力修正是通過公式(4)中的關(guān)系來實(shí)現(xiàn)的。5.8若測(cè)試機(jī)構(gòu)不具備進(jìn)行期間核查或全面校準(zhǔn)c)對(duì)其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度進(jìn)行了評(píng)定和記錄。6.2步驟6.2.8在儀器校準(zhǔn)時(shí)物理變量本身是已知的(已被測(cè)量),并且該物理變量與其他物理變量的關(guān)系是已知的，則對(duì)任何其他系統(tǒng)誤差引入的不確定度參考值進(jìn)行修正。在不要求進(jìn)行讀數(shù)修正或參考標(biāo)準(zhǔn)存在不可控變化的情況下，在第10章計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度時(shí)，應(yīng)包括系統(tǒng)誤差引入的不確定度的最大6.2.10根據(jù)第7章建立不確定度模型。b)儀器識(shí)別信息；57.1概述本章規(guī)定了建立測(cè)量?jī)x器不確定度模型的程序，并規(guī)定了評(píng)價(jià)環(huán)境因素影響的程序。根據(jù)選擇的7.2程序7.3一階不確定度模型7.4一階模型的測(cè)量不確定度評(píng)定7.4.1使用第6章中記錄的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。7.4.2按公式(5)計(jì)算5次試驗(yàn)中各校準(zhǔn)點(diǎn)的示值與參考值之差?！鱴=(x?—x,)x;——第i次試驗(yàn)的示值；7.4.3按公式(6)計(jì)算6.2.9中所有試驗(yàn)在參考值總范圍內(nèi)的每個(gè)校準(zhǔn)7.4.5按7.4.3計(jì)算得到的最大標(biāo)準(zhǔn)差s,(s?,s?,…,sj)的4倍計(jì)算，可得到95%置信度的測(cè)量不確7.5二階不確定度模型二階不確定度模型在測(cè)量過程中對(duì)儀器測(cè)量讀數(shù)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)修正。假設(shè)示值在各校準(zhǔn)點(diǎn)之間，那7.6二階模型的測(cè)量不確定度評(píng)定7.6.1使用第6章中記錄的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。a)計(jì)算各校準(zhǔn)點(diǎn)每次試驗(yàn)示值的算術(shù)平均值；6GB/Tb)按公式(7)計(jì)算每次試驗(yàn)各示值與示值的算術(shù)平均值之差。Ia,i——第k個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)第i次試驗(yàn)的示值；xA——第k個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)示值的算術(shù)平均值。7.6.3按公式(8)計(jì)算6.2.9中各校準(zhǔn)點(diǎn)n次重復(fù)性試驗(yàn)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)差。s——第k個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)差；n——各校準(zhǔn)點(diǎn)重復(fù)性試驗(yàn)的次數(shù)。7.6.4采用7.6.2中得到的示值的算術(shù)平均值與參考值構(gòu)建圖表進(jìn)行計(jì)算。在測(cè)量過程中，將示值轉(zhuǎn)換為實(shí)際值的最佳估計(jì)值。在離散數(shù)據(jù)中使用線性插值得出實(shí)際值。7.6.5按7.6.3計(jì)算得到的最大標(biāo)準(zhǔn)差sk(s?,S?,…,sk)的4倍計(jì)算，可得到95%置信度的測(cè)量不確定度。7.7三階不確定度模型7.7.1假設(shè)相關(guān)環(huán)境因素與物理變量的約定量值之間存在數(shù)學(xué)關(guān)系，三階不確定度模型應(yīng)將相關(guān)環(huán)境因素納入考慮。通過類似于二階模型的方式，對(duì)示值進(jìn)行修正可得到修正后的值。三階不確定度模型實(shí)際上是一個(gè)對(duì)環(huán)境因素進(jìn)行額外修正的二階模型。應(yīng)采用線性回歸分析法建立一個(gè)表達(dá)變量之間關(guān)系的公式。7.7.2用以下一種或多種方法確定環(huán)境因素與示值的關(guān)系：a)在物理原理的基礎(chǔ)上，采用經(jīng)過驗(yàn)證的數(shù)學(xué)關(guān)系；b)使用測(cè)量?jī)x器校準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行的控制實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)；c)使用制造商的數(shù)據(jù)(如因溫度而產(chǎn)生的零位漂移，或因黏度而產(chǎn)生的量程漂移等);d)當(dāng)環(huán)境因素在校準(zhǔn)過程中對(duì)測(cè)得值的影響一致時(shí)，以及其他對(duì)示值影響不大的因素，均可忽略。7.8三階模型的測(cè)量不確定度評(píng)定7.8.1按公式(9)計(jì)算試驗(yàn)中每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)的示值和由數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)的預(yù)估值之差：x——第l個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)第i次試驗(yàn)的示值；p——預(yù)估平均示值。7.8.2按公式(10)計(jì)算7.8.1中時(shí)各校準(zhǔn)點(diǎn)每次重復(fù)性試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)差。式中：s,——第1個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)預(yù)估值的標(biāo)準(zhǔn)差；n——各校準(zhǔn)點(diǎn)預(yù)估測(cè)量次數(shù)。7.8.3將示值和環(huán)境因素造成影響的數(shù)值代入數(shù)學(xué)公式進(jìn)行計(jì)算，得到測(cè)量時(shí)實(shí)際值的估計(jì)值。按7.8.2計(jì)算得到的最大標(biāo)準(zhǔn)差s?(s?,sz,…,s?)的4倍計(jì)算，可得到95%置信度的測(cè)量不確定度。78.1概述使用以下程序評(píng)定讀數(shù)能力引入的測(cè)量不確定度。產(chǎn)生這類誤差的原因是儀器對(duì)被測(cè)量的示值存公式(12)估算得出的讀數(shù)能力引入的測(cè)量不確定度最大。因此，如果用該估算值作為讀數(shù)能力引8.2.2若讀數(shù)裝置配備了視差最小化功能，則按標(biāo)尺間距的10%確定w的值(單位為mm)。將w的值代入相應(yīng)的公式(13)或公式(14)中計(jì)算出fnd。 (13) (14)fr.=0Wd——標(biāo)尺間距；并用公式(16)或公式(17)計(jì)算fr,(見圖1): (16)fr,p=0(α≤1.0) (17)按照8.2.2來確定fr.a和fr.p。測(cè)量或估算指針與刻度面之間的距離D,觀察者的視角θ,如圖1所示。按公式(18)計(jì)算fr,a(單位fr,o=Dtanθ×f.…………(18)比例系數(shù)f?？赏ㄟ^參考儀器制造商的規(guī)格或通過測(cè)量獲得。比例系數(shù)以單位長(zhǎng)度(mm)的測(cè)量8量為單位表示。例如，刻度面上每毫米代表0.85MPa。圖1讀數(shù)裝置視差8.2.4按公式(11),以及8.2.2和8.2.3中的公式計(jì)算讀數(shù)裝置的讀數(shù)能力引入的測(cè)量不確定度ur。8.2.5以液柱作為指示器的讀數(shù)裝置(如液體壓力計(jì))讀數(shù)能力引入的測(cè)量不確定度按公式(19)計(jì)算。8.3顯示式測(cè)量?jī)x器讀數(shù)能力引入的測(cè)量不確定度按公式(20)或公式(21)計(jì)算。末位直接舍去得到 (20)末位經(jīng)過圓整得到 (21)△,I——數(shù)字顯示裝置示值的最小變化量。8.4讀數(shù)裝置的記錄將8.2或8.3中確定的測(cè)量不確定度寫入讀數(shù)裝置的校準(zhǔn)記錄或數(shù)據(jù)庫以及標(biāo)簽(如有)中。9保障措施按第6章校準(zhǔn)程序開展期間核查，利用統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制圖評(píng)估其結(jié)果，以確定是否需要進(jìn)行全面校準(zhǔn)，從而建立對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)是否處于受控狀態(tài)的驗(yàn)證程序，如出現(xiàn)漂移、趨勢(shì)變化或移動(dòng)等表明出現(xiàn)失控狀況時(shí)應(yīng)進(jìn)行調(diào)查和糾正。此方法適用于有明確定義的穩(wěn)定和可重復(fù)的測(cè)量系統(tǒng)。控制圖極值可與儀器制造商指定的不確定度或用戶建立的儀器測(cè)量不確定度進(jìn)行比較。應(yīng)采用GB/T17989.1和GB/T17989.2中規(guī)定的統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制圖。910.1測(cè)量系統(tǒng)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度通過對(duì)各種標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量求和確定。這種求和是通過應(yīng)用A類評(píng)定(對(duì)在規(guī)定測(cè)量條件下測(cè)得的量值用統(tǒng)計(jì)分析的方法進(jìn)行的測(cè)量不確定度分量的評(píng)定)或測(cè)量結(jié)果單位：目標(biāo)不確自由度因子相對(duì)作用%v性質(zhì)AAB負(fù)載BBBBBAA分辨力B靈敏度BA溫度影響B(tài)B注：如果推導(dǎo)結(jié)果是用左側(cè)給出的公式計(jì)算的，那么采用右側(cè)相應(yīng)的不確定度傳播律公式義如下：C為獨(dú)立計(jì)算變量；r、l、a、b、d為因變量，代表主要被測(cè)量；Mx、Mr、u。、us、u?為輸入量x、l、a、b、d的測(cè)量不確定度；uc為各不確定度分量的合成標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量不確定度。目標(biāo)不確定度壓力時(shí)間力[1]ISO10012Measurementmanagement[2]M3003TheExpressionofUncertaintyandConfidenceinMeasurementUnitedK[3]OIMLD10InternationalDocumentnationofcalibrationintervalsofmeasuringinstruments[4]NCSLInternationalRP-1EstablishmentandAdjustmentofCalibrationInte[5]ANSIZ540.3Requirementsforthecalibrationofmeasuringand[6]NGA,STND.0036_1.0.0_WGS84Geospatial-Intelligence[8]NIMATR83502WorldGeodeticSystem.ItsDefinit[9]AnInvestigationintotheRequiredEquipmentandProMeasurementofPressureinHydraulicFluidPowerSysteSchoolofEngineering,27May1976,underMobilityEquipmentResearc