杠杆式测力机标准装置测量结果不确定度的评定

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杠杆千分尺示值误差测量结果的不确定度评定

杠杆千分尺示值误差测量结果的不确定度评定

杠杆千分尺示值误差测量结果的不确定度评定1 概述1.1 测量依据:JJG 26-2001《杠杆千分尺、杠杆卡规检定规程》。

1.2 环境条件:温度(20±5)℃。

1.3 计量标准:3等量块,扩展不确定度为)1011.0(699L m U -⨯+=μ,8.2=k 包含因子:;1.4 被测对象:分度值为0.01mm,测量上限为50mm,100mm 的杠杆千分尺。

1.5 测量方法:杠杆千分尺的示值误差是用3等量块以直接法进行校准的。

2 数学模型s a L L L L -+=∆0式中:L ∆—杠杆千分尺某点的示值误差,mm ;a L —杠杆千分尺微分筒25mm 内读数,mm; o L —对零量块长度,mm;s L —量块的实际尺寸,mm 。

3 灵敏系数1/1=∂∆∂=a L L c ; 1/01=∂∆∂=L L c ; 1/2-=∂∆∂=s L L c4 标准不确定度评定4.1输入量a L 的标准不确定度)(a L u 评定输入量a L 的标准不确定度来源主要是测量重复性引入的标准不确定度)(a L u ,用A 类标准不确定度评定。

测量上限为50mm 的杠杆千分尺,对50mm 点用量块进行测量,在重复性条件下,测量10次,计算单次标准偏差值s=0.32m μ,则:)(a L u = s=0.32m μ测量上限为100mm 的杠杆千分尺,对100mm 点用量块进行测量,在重复性条件下,测量10次,计算单次标准偏差值s=0.43m μ,则:)(a L u = s=0.43m μ 4.2 输入量0L 的标准不确定度)(0L u 评定输入量0L 的标准不确定度来源主要是対零量块引入的标准不确定度)(0L u ,用B 类标准不确定度评定。

检定证书给出3等量块的扩展不确定度为)1011.0(699L m U -⨯+=μ,8.2=k 包含因子:,则测量上限L=50mm 时:以25mm 量块对零,其扩展不确定度为0.125m μ,k=2.8,则:()m m L u μμ045.08.2/125.00==测量上限L=100mm 时:以75mm 量块对零,其扩展不确定度为0.175m μ,k=2.8,则()m m L u μμ063.08.2/175.00==4.3 输入量s L 的标准不确定度)(s L u 评定输入量s L 的标准不确定度来源主要是校准量块引入的标准不确定度)(1s L u ,杠杆千分尺和量块的热膨胀系数差引入的标准不确定度)(2s L u ,対零量块与标准量块的热膨胀系数差引入的标准不确定度)(3s L u ,杠杆千分尺和标准量块间的温度差引入的标准不确定度)(4s L u4.3.1 校准量块引入的标准不确定度)(1s L u ,用B 类标准不确定度评定。

计量器具的测量结果不确定度评定分析

计量器具的测量结果不确定度评定分析

计量器具的测量结果不确定度评定分析摘要:测量结果的不确定度分析某一计量器具示值误差的测量结果不确定度分析要结合所使用的计量标准装置的型式、所采用的方法等进行,结果一般用包含k=2的相对值的扩展不确定度urel表示。

一般情况下,某一计量器具的测量结果的不确定度,对于检定,应小于计量器具误差限的1/3;对于定型检定,应小于计量器具误差限的l/5。

计量标准的测量不确定度验证,该栏是指对所给的不确定度合理性的检验。

abstract: the uncertainty of measurement performance of a certain measuring instruments needs to combine the used measurement standard and method. the result is represented by the expanded uncertainty of relative value urel including k=2. in general, for calibration, the uncertainty of measurement performance of a certain measuring instrument should be less than 1/3 of error limit; for finalization calibration, the uncertainty should be less than l/5 of error limit. the verification of measurement standard uncertainty of measurement refers to the rationality verification of uncertainty.关键词:血压计;示值误差;不确定度;评定key words: blood pressure monitor;error value;uncertainty;evaluation中图分类号:th71 文献标识码:a 文章编号:1006-4311(2013)25-0296-020 引言随着科学技术的迅速发展,对计量器具的校准测量能力要求越来越高,一切测量结果都不可避免具有不确定度,测量不确定度应用与传统的误差理论相比较,更具有操作性,在我们的计量技术机构建标、报告、复查以及在校准测量中会经常应用到不确定度评定和验证。

标准测力杠杆示值测量结果的不确定度评定

标准测力杠杆示值测量结果的不确定度评定

c : 一测力杠杆检定装置灵敏系数。
3 测 量不确 定 度来源
3 . 1 被检测力杠杆引入的不确定度 “ ( 1 ) 杠杆 水平 度引 入 的相 对不确 定度 u
次, 相应测量结果 平 均值 、 单次测量 的实验标准差 s 、 平 均值 实验标准 差 和相对 不确定 度 U 1 4 如表 1 所示 :
果杠杆 下连接 器偏 心距离与 杠杆短 臂长 度 的一致性 误 差 控制 在 ±1 %以内, 对应杠杆支点端倾斜角度控制在 - 4 - 0 .o 以内 , 则 由垂 直角 度 引入 的误差 为 ±0 . 0 3 %, 以正 态 分 布估计 :
/ / ' 1 2:
式中: △F 一 被检 测力 杠杆力 值误差 ; F 一 被 检测力 杠杆 检定 点力值 ; F 一 测 力杠杆 检定 装置 示值 。 由于各分 量互相 独立 , 所以:
4 . 1 被检 测入 的相对不 确定 度 u l 1 理论计 算 和 实 际 试 验 表 明 , 若 杠 杆 水 平 度 控 制 在 0 . 0 5 %以内 , 则 由水平 角 度引 入 的误 差 为 ±0 . O 1 %, 以 正
示值 误 差 读 数
数值修约
样 品
直径
不 确 定度 来 源
图 1 不 确 定度 分 量 分布 图
不确 定度 由测 量用 卡尺示值 误差导 致 的不确 定度 和操作
( 下转第 8 4页 )
《 计 量与 测 试技 术》 2 0 1 3年 第 4 0卷 第 1 1 期。
由不均 匀性 引人 的不 确定 度为
O . 6 O . 5
u ( F) =
, ,
= 2 . 1 9 3 M P a ×1 0 0 %= 0 . 3 7 %

大量程杠杆百分表的测量不确定度分析与评定

大量程杠杆百分表的测量不确定度分析与评定
大量程杠杆百分表 的测量不确 定度分析 与评定
丁岚 姚 兴 宇
( 辽 宁省计 量科 学研 究 院 ,辽 宁沈 阳 1 1 0 0 0 4 ) 摘 要 :介绍 了采用光栅 式指示表检 定仪对 大量程杠杆 百分表 的测量方 法及 测量不确 定度进行 分析和评 定的
方法 ,在 分析和评 定 中充分 考虑 了各项 不确定度 分量 定度
相 关数 据 。
关 键 词 :光 栅 式指 示表 检 定仪 ;大 量程 杠 杆 百 分 表 ;测 量 不 确 定 度 中 图分 类 号 : T H 7 1 1 文 献标 识 码 :A D O I :1 0 . 1 9 5 4 1 / j . e n k i . i s s n l 0 0 4 — 4 1 0 8 . 2 0 1 7 . 0 3 . 0 1 5 大 量 程 杠 杆 百 分 表 在 测 量 过 程 中的 不 确 定 来 源 主 要
移动方 向 。也不应对杠杆表 、检定仪做 出任何调整 。 将杠杆表测杆转 1 8 0 。 ,用上述方 法测量 杠杆表的另

则 其 标 准 偏 差
作 用 方 向上 各 点 的误 差 。

2 不确 定 度 分 析 与 评 定
2 . 】 不 确 定 度 来 源
0 . 6 I . L m
有 :测量重复性引入 的不确定度 。光栅式指示 表检定仪
2 . 2 数 学模 型
指针角位移 。并指示 出长度尺 寸数值的计量器具 。用 于 示值误差引入 的不确定度 。 大量程杠杆百分表 的示值误差用下式计算 :
e = L d —L ( 1 )
杆 表》适 用范 围量程 不超过 1 m m,因此 此类计 量器 具
杠 杆 百 分 表 又 被 称 为 杠 杆 表 或 靠 表 ,是 利 用 杠 杆 一

利用测力杠杆校准电子拉力试验机时的测量不确定度评定

利用测力杠杆校准电子拉力试验机时的测量不确定度评定

利用测力杠杆校准电子拉力试验机时的测量不确定度评定在拉力试验机校准中,测力杠杆是常选的标准器具,其示值误差测量结果不确定度一直受到相关行业普遍关注。

为此,本文介绍了测力杠杆的结构和工作原理,探讨了利用标准测力杠杆为标准器具对拉力试验机校准,并对测量过程中的不确定度进行了分析与评定,可供检定/校准和使用者参考。

标签:测力杠杆;校准;测量;不确定度引言标准测力杠杆具有准确度高、量程宽、便于携带、结构简单等优点,因此在5k N以下受拉的试验机校准工作中,测力杠杆便成为了首选的标准器。

然而杠杆在现场进行量值传递过程中,会有诸多因素影响到实际测量结果,鉴于此,本文就是以标准测力杠杆为标准器对拉力试验机校准过程中的测量不确定度进行评定,以有效减小测力杠杆校准拉力试验机的实际测量误差。

1.測力杠杆结构工作原理一套测力杠杆通常由杠杆主体、专用砝码、吊蓝和夹片、S形钩等辅助的连接构件组成。

例如:若杠杆臂比为14:1、测量范围为200-5000N的测力杠杆,在使用时将杠杆的上下夹头安装于被检试验机上,挂蓝悬挂于力点吊耳上,启动试验机使杠杆平衡,便可产生基数负荷200N,由于杠杆臂比为14:1,因此挂蓝上每增加一只砝码,启动试验机使杠杆恢复平衡后,试验机上便可增加15倍于砝码力值的负荷,逐渐在挂蓝上增加砝码,便可完成对试验机整个度盘的示值检定或校准。

其工作原理如图1所示。

当测力杠杆处在水平位置平衡时,可根据杠杆原理和牛顿定律得出下列方程式:从原理图1和方程式中不难看出,测力杠杆的工作原理就是:(1)首先利用杠杆平衡原理,将重点端的标准力值按一定杠杆比放大;(2)再根据牛顿定律,将力点端的力F2和重点端的力合成为支点端的力F1;(3)而作用在支点端的力F1就是直接与试验机力值比较的标准力值。

通过上述对测力杠杆结构工作原理分析,可以发现只有当被检试验机的力传感器能够和测力杠杆的值点端相串联,也就是试验机的测力传感器必须与上夹持器相串联,测力杠杆才能正确对拉力机进行准确的力值检定或校准[1]。

杠杆表示值误差测量结果不确定度评定

杠杆表示值误差测量结果不确定度评定

杠杆表示值误差测量结果不确定度评定1 概述1.1 测量依据:JJG 35-2006 《杠杆表检定规程》。

1.2 环境条件:温度:(20±10)℃,湿度≤85% 。

1.3 计量标准:光栅式指示表检定仪。

1.4 被测对象:分度值为0.01mm ,测量范围为0.8mm 的杠杆百分表和分度值为0.001mm ,测量范围为0.2mm 的杠杆千分表1.5 测量方法:将杠杆表夹在光栅式指示表检定仪上,并将其测头调在光栅式指示表检定仪测杆的轴心位置,当杠杆表指针指到量程的中点时,表的测杆轴线应与光栅式指示表检定仪的测量轴线垂直。

转动光栅式指示表检定仪微分筒,按照检定规程间隔进行转动,直到工作行程终点。

接着进行反向测量。

正、反行程各被测点的误差读数中最大值与最小值之差值为杠杆表的示值误差。

2 数学模型δδααt s d L t L e L L ⋅⋅+⋅∆⋅+-=式中:L d ——杠杆表的示值(20℃条件下);L s ——光栅式指示表检定仪的示值(20℃条件下);αδ——杠杆表和光栅式指示表检定仪的线胀系数之差;t δ——杠杆表和光栅式指示表检定仪偏离温度20℃时的数值之差。

3灵敏系数αδδα⋅=∂∂=∆⋅=∂∂=-=∂∂==∂∂=L e t L e e e t s d c c L c L c /,/,1/,1/43214 标准不确定度评定4.1 测量重复性引入的标准不确定度1u ,用A 类标准不确定度评定。

在相同的条件下,对杠杆百分表(分度值为0.01mm )中0.8mm 点重复测量10次,经计算得单次测量实验标准差s=0.2m μ,则s=1u =0.2m μ。

在相同的条件下,对杠杆千分表(分度值为0.001mm )中0.2mm 点重复测量10次,经计算得单次测量实验标准差s=0.06m μ,则s=1u =0.06m μ。

4.2 光栅式指示表检定仪的示值误差引入的标准不确定度2u ,用B 类标准不确定度评定。

0.3级测力仪标准装置不确定度评定的探讨

0.3级测力仪标准装置不确定度评定的探讨

2.3.3输 入 量 r 的标准不确定度u(T)的评定
139
绿色环保建材
输人量T 的标准不确定度主要是在测量过程中由于检定实 验 室 的 室 内 温 度 的 波 动 引 人 的 ,此 处 忽 略 温 度 计 的 示 值 误 差 ,试
2
d A F • u (, Ff )、 dF
+
dAF [-w
/p \ u(F)\
准装置的不确定度评定。
关 键 词 :计量检定;测力仪标准装置;不确定度
示值 2001 2002 2002 2002 2002 2003 2001 2002 2001 2002
1 前言
_
.5 .0 .0 .0 .0 .0 .5 .5 .5 .0
随着科 学技术的不断发展,我国的计量技术水平不断提高,
计 量 标 准 器 具 的 质 量 也 显 著 提 升 ,计量人员的素质水平也有很 大 的 改 善 ,同时还有些问题有待解决,如检定人员对计量检定结 果 的 质 量 和 可 信 性 没 有 清 晰 的 认 识 ,对不确定度评定的方法还 不 够 熟 悉 和 了 解 。本 文 将 以 0.3级 测 力 仪 标 准 装 置 为 例 ,采用 GUM法 ,通过对液压万能试验机进行的示值误差检定为例,探讨 如何进行测量不确定评定。 2 不确定度评定 2 . 1 检定对象和方法
验室温度的波动一般情况下不大于S t /h ,故 《=2丈、假设概率分 布为均匀分布,则 A=\/f ,得到标准不确定度u(T)为 :
dAF ■u (T ) ~dT
dAF M k ) dh
D O I:10.16767/j .c n k i.10-1213/t u .2019.08.1 0 8
施工技术

工作测力仪测量结果的不确定度评定方法

工作测力仪测量结果的不确定度评定方法

工作测力仪测量结果的不确定度评定方法1.概述1.1测量依据:JJG455-2000《工作测力机检定规程》。

1.2环境条件:常温常湿1.3测量设备:标准测力仪1.4被校对象:工作测力机1.5校准过程:在规定环境条件下,将力标准器与测力机沿受力轴线串接。

以力标准器产生的力值为准,按力的递增方向校准测力机的各点力值示值,该过程连续进行3次,以3次示值的算术平均值作为测力机的校准结果。

校准结果也可以力值的示值误差形式给出。

1.6评定方法的使用:对符合上述条件的测力机校准结果,可直接采用本评定方法导出的计算公式进行校准结果的不确定度评定。

2 评定模型2.1 数学模型------测力机的示值误差;F X -----对应标准力F作用下测力机3次示值的算术平均值;F N-----标准力值。

3.标准不确定度分量评定1.由标准测力仪带来的误差;2.被检工作测力仪的重量性测量带来的误差。

4.不确定度评定1.由输入量F x引入的标准不确定度u(F X)输入量F X的标准不确定度u(F X)的来源主要是被检工作测力仪示值测量重复性,可以通过连续测量得到测量列。

取校准点2000kN重复试验10次,测得其测量结果(单位:kN)为:次数n 1 2 3 4 5实测值l i2006.1 2005.2 2004.3 2000.7 1998.1次数n 6 7 8 9 10实测值l s2002.5 2003.7 2001.6 2000.9 2002.2从上表可知,s=2.38kN由于日常检定/校准时,测量3次,取其平均值为其测量果,所以平均值的测量标准差为:2.由标准测力仪引入的不确定度分量u(F N)输入量F N的标准不确定度u(F N)的来源主要是0.3级标准测力仪示值的不确定度,可根据出厂说明书给出的最大允许误差来评定,示值最大允许误差为±0.3%×2000kN=±6kN,区间半宽为a=6kN,设其在区间内为均匀分布则其标准不确定度为:3.标准不确定度分量一览表标准不确定度分量不确定度来源标准不确定度值u(F N) u(F X)0.3级标准测力仪最大允差试验机示值重复性3.46kN1.37 kNu c=3.73kN4. 标准装置合成标准不确定度uc合成标准不确定度为:u c=3.73kN5. 扩展不确定度U所以分度值为0.1kN的扩展不确定度U=k u c 取k =2U= ku c=3.73×2=7.46 kNU rel=7.46/2000*100%=0.4%6.同理可得,分辨力为0.1kN,量程为2000kN的其它测量点的扩展不确定度值为:。

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有 : ( ) u )+( 水 u a 邢) e =( v 平)+(F  ̄)+( 3 标 准不确 定 度分量 的计算 () F项 : 书上给 出杠 杆式测 力机 的极 限差 为 ±3 1UW 证
×l 4 0—
竞 o4 _0k .5 1N
相对标 准不确 定度 : = .1540=36×1 一 O04/0 . 0
撇 =
( ) .6 0 e =15 ×1 一
() 项 : 四台高精度压力传感器( ×1 ) 4 选 5 0 对杠
( 转第 5 下 4页)
《 量与溅试技术》Q 1年第 3 计 21 8卷第 2期
X a控制 图( 操作 者) br 按
R 控制 图( 按
操作者 )
U I D 3 4 C卸 09 7
《 计量与融试技 术 们 年第 3 卷 第2期 8
杠 杆 式 测 力 机 标 准 装 置 测 量 结 果 不 确 定 度 的 评 定
T eU cr it E au t n o au e n v e o e e —y eD n mo t h n et ny v l i Mes rme t i rL vr.t y a mee a ao f De c f p r
( 接第 5 ) 要某 些夹具 协助 操作员 , 其更 具 使 致性地 使用 量具 , 量具 与 夹具 在送 修 矫 正 后需 再 作 测 量系统 分析 。本例 中 , 复性 变 差稍大 于再 现性 变差 , 重 有 可能是 J 1 D 8投影万 能测 长仪需 要维 护 , 者测 量 时需 要 或 增加接 触力 ( 夹紧 )或者需 要继 续调整 仪器 位置 。 , 4 结束 语 通 过对 J 1 投 影 万 能测 长 仪 为测 量器 具 组 成 的测 D8 量系统 进行分 析可知 , 其偏 倚 、 定性 和线 性可 以满足 要 稳 求 。测 量系统 具有足 够 的分辨 力 , 量 零 件 的相 对 能 力 测 能满足 要求 。重复性 与再 现 性 指标 %为 2 .% , 98 基 本具有 所 需 的 测 量 能力 。重 复 性 变 差 稍 大 于 再 现 性 变 差 , 可能是 J 1 投 影 万 能测 长 仪 需 要维 护 , 者 测 量 有 D8 或 时需要 增加 接触力 ( 紧)或 者需要 继续 调整仪 器位 置 。 夹 ,
() F 2 UT J :  ̄项 杠杆式测力机平衡时杠杆 的水平度引
起 的误差 为 ± 4×1 ~ , 0 均匀分 布 ,2 =∞, B类
脉 平: : 2- × 1 3
()臌 度 : 3 项 杠杆式测力机平衡时杠杆挠度变化 引 起的误差为 ± ×1~,分布, 类 2 0 t B 取相 对不 确定 度为 1% , 0 则
d =dF一( 水 e 平+d 挠 F 度+6 )
SU d. =删 U
厂 ———一
半/
合 样本 准差: = 并 标 s √寺× s .5 N p ∑ 0 1 o 2k
实际测量J , 隋况 每次测量 以测量点的 3 次测量值 的 算术平均值为该 次被测示值平均值 M, 因此有测量重复 性产 生 的标 准不确 定度 :
s 1 一 5 U
5 合成不 确定 度计算
e ∑ 训 )【 =毫
/e = / ) , (
(. ×1 一) 2 3 0 12×1 )+( . 0 15 0 +( . ×1一) +( . 0 36×1 ’ ) 2× l 0
P=9 , 0 查得 k=16 , .8
表 1 单 位:
杠杆 式 测力机 是通 过杠 杆将砝 码产 生 的力 值放大 后 施加于被检仪器 的标准装 置 , 是我省力值的最高标 准。 除其准确度等级及重复性指标外 , 对总不确定度还有贡 献 的是杠 杆 水平度 和杠 杆挠 度 的影 响 。 2 数 学模 型
e =F一 () 1 e =F一( 水 F 平+F 度+F ) 挠 w () 2 式 中 :一 杠杆 式测力 机在 测 量点 的示 值误 差 ; M e F 一
单 实 标 差i 至 次 验 准 S√ :
表2
, 得4 由 到 此

组单 次实验 标准差 , 计算 结果 如表 2所示 :
单次实验标准 (
杠杆式测力机在测量点的标称值 ; i一杠杆式测力机在 相应测量点测得测力仪示值的算术平均值; 水 —杠杆 F平 式 测力机 平衡 时 杠杆 的水平 度 引 起 的误 差 ; 度 杠 杆 一 式测力机平衡时杠杆挠度变化引起的误差 ; 一证书给 出的杠杆式测力机 的极 限差。 对 () 2 式全 微分 得 :
相对不 确定 度取 l % , 0 1
5 , 9 , 0 P 5
1 4 (— ) 3, ) / k 分布,类 A 自由度 : = ̄- = × 9 1=2t 1
4 不确定 度分量 一览表 ( 见表 3 )
表 3
t 分布 , 类 B
查得 J:2 o , 所 : } .l u :15x1 . 0


厂 \/ J\^ , ; / . ^^ 、


R= 0 5 5 n0 1 3
/ V
、- /

\ ..
I = C o
图 I 平均 值 — 极 差 控 制 图
平均值控制图的控制上、 下限代表测量误差 的幅度。 因为测量 系统 的误 差必 须 比零 件之 间 的差 异小 才可 以评 估零 件之 间 的差异 , 以在平 均值 控制 图上 , 多 的点 落 所 越 在控制界限外 , 则表示该测量系统越适合评估零件之 间 的差异 性 , 与传 统 的 SC的想 法 不 同。从 万 能测 长 仪 这 P 测量系统分析的平均值控制图可 以看 出, 8 %以上 的 有 0 子组平均值落在均值控制上、 下限之外 , 表明该测量系统 具有足够的分辨力 , 测量零件的相对能力能满足要求。 根 据计 算 出的再 现性 变差 和重复性 变差 可 以决 定我 们需要对测量系统采取的措施。当重复性变差变异值大 于再 现性 变差 时 , 量具 的结 构需 再设计 , 者量具 的夹 紧 或 或零 件定位 的方式 需要 改善 , 者 量 具需 要 保 养 。当再 或 现性 变差 的变异 值 大 于重 复性 变差 时 , 作员 对 量 具 的 操 操作方 法及 数据 读 取方 式 应 加 强教 育 , 作规 范应 再 明 操
l 瞵、 一 , J
( 贵州省计 量测试 院, 贵州 贵阳 500 ) 503
摘 要: 本文对杠杆式测力机测量结果 的不确定度进行 了分析计算 , 最后给出测量结果 的扩展不确定度 。 关键词 : 杠杆式测力机 ; 不确定度
l 前言
杆式测 力机 的 4 %点 进行 检定 , 0 结果 如表 1 :
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