液體火箭發(fā)動機泵試驗臺扭矩（靜態(tài)）在線校準規(guī)范測量不確定度評定報告

計量技術(shù)規(guī)范JJFXXXX－XXXX液體火箭發(fā)動機泵試驗臺扭矩（靜態(tài)）在線校準規(guī)范LiquidRocketEnginePumpTestBenchTorque(Static)On-lineCalibrationSpecification（測量不確定度評定報告）主要起草單位：西安航天動力研究所一、示值誤差校準結(jié)果的不確定度評定示例（靜重式、順時針）1概述1.1環(huán)境條件：溫度：21℃，濕度：64%RH。1.2測量標準：扭矩標準裝置，力臂：最大允許誤差±0.2%，砝碼：最大允許誤差±0.05%。1.3被測對象：扭矩測量裝置，測量范圍：（0～2000）Nm，準確度等級：0.5級。2測量模型按照本規(guī)范規(guī)定的方法進行校準，其示值誤差的數(shù)學模型為：（1）式中：——扭矩測量裝置在校準點的示值誤差，%；——扭矩測量裝置在校準點示值的平均值，Nm；——扭矩標準裝置產(chǎn)生的扭矩值，Nm。3相對標準不確定度來源分析相對標準不確定度分量來源見表1。表1相對標準不確定度來源分析表序號相對標準不確定度分量來源評定方式符號1輸入量的相對標準不確定度A類評定2輸入量的相對標準不確定度B類評定4相對標準不確定度分量評定4.1相對標準不確定度A類評定輸入量的相對標準不確定度來源于扭矩測量裝置示值重復性，可以通過連續(xù)重復測量用A類方法評定。選擇2000Nm作為校準點，連續(xù)測量10次，得到表2所示的測量列。表2校準結(jié)果單位：Nm序號序號12000.00762000.01322000.01572000.00432000.00082000.00142000.00792000.00452000.011102000.006扭矩平均值：扭矩標準偏差：其中，n=10，為測量次數(shù)，從而可得：=2000.0068Nm，=4.94×10-3Nm。則在2000Nm校準點處的標準不確定度為：則在2000Nm校準點處的相對標準不確定度為：4.2相對標準不確定度B類評定（1）力臂長度變化引入的相對標準不確定度分量溫度變化為力臂長度變化的主要因素，溫度變化引入的力臂長度變化誤差極限為，可由下式計算得到式中：——力臂有效長度，為1m；——力臂材料的線膨脹系數(shù)，材料為45號鋼，℃-1；——溫度變化范圍，標準裝置工作在25℃±10℃環(huán)境內(nèi)，=±10℃。所以設(shè)在區(qū)間內(nèi)為均勻分布，取，則所以其相對標準不確定度為：（2）砝碼引入的相對標準不確定度分量本砝碼最大允許誤差為±0.05%。設(shè)為均勻分布，則砝碼標準不確定度為所以其相對標準不確定度為：（3）軸心線變化引入的扭矩相對標準不確定度分量由于力臂中心和平衡機構(gòu)中心不在同一條軸線上，而使測量引入誤差。由測量并計算得。綜上，且上述各項分量不相關(guān)，則其相對標準不確定度為：5相對合成標準不確定度由于各分量彼此不相關(guān)，所以相對合成標準不確定度為：6相對擴展不確定度取包含因子k=2，則。二、示值誤差校準結(jié)果的不確定度評定示例（參考式、順時針）1概述1.1環(huán)境條件：溫度：21℃，濕度：64%RH。1.2測量標準：標準扭矩儀，測量范圍：（0~2000）Nm，準確度等級：0.1級。1.3被測對象：扭矩測量裝置，測量范圍：（0~2000）Nm，準確度等級：0.5級。2測量模型按照本規(guī)范規(guī)定的方法進行校準，其示值誤差的數(shù)學模型為：（1）式中：——扭矩測量裝置在校準點的示值誤差，%；——扭矩測量裝置在校準點示值的平均值，Nm；——標準扭矩傳感器在校準點的示值，即標準扭矩值，Nm。3相對標準不確定度來源分析相對標準不確定度分量來源見表1所示：表1相對標準不確定度來源分析表序號相對標準不確定度分量來源評定方式符號1輸入量的相對標準不確定度A類評定2輸入量的相對標準不確定度B類評定4相對標準不確定度分量評定4.1相對標準不確定度A類評定輸入量的相對標準不確定度來源于被測扭矩測量裝置的扭矩示值重復性，可以通過連續(xù)重復測量，用A類方法評定。選擇2000Nm作為校準點，連續(xù)測量10次，得到見表2所示的測量列。表2校準結(jié)果單位：Nm序號序號11999.99061999.99121999.99371999.99031999.99981999.99941999.99091999.99851999.998101999.991扭矩平均值：扭矩標準偏差：其中，n=10，為測量次數(shù)，從而可得=1999.9939Nm，=4.07×10-3Nm。則在2000Nm校準點處的標準不確定度為則在2000Nm校準點處的相對標準不確定度為：4.2相對標準不確定度B類評定（1）標準扭矩儀最大允許誤差引入的不確定度分量標準扭矩儀最大允許誤差為±0.1%，可用B類評定方法。由于允許誤差在測量范圍內(nèi)各校準點均可出現(xiàn)，所以為均勻分布，包含因子，于是對2000Nm校準點有所以其相對標準不確定度為：（2）標準扭矩傳感器與扭矩測量裝置同軸連接誤差引入的不確定度分量當標準扭矩傳感器的軸心不在扭矩測量裝置所確定的平面上時，由于不同軸會產(chǎn)生寄生扭矩。試驗中，將標準扭矩傳感器與扭矩測量裝置精確地進行同軸連接，經(jīng)測定同軸度最大誤差為Φ0.2mm。由B類評定方法，包含因子，則在2000Nm校準點所以其相對標準不確定度為：綜上，且上述各項分量不相關(guān)，則其相對標準不確定度為：5相對合成標準不確定度評定由于輸入量彼此不相關(guān)，所以相對合成標準不確定度為：6相對擴展不確定度評定取包含因子