【摘 要】本文依據(jù)JJG443-2006《燃油加油機檢定規(guī)程》，對燃油加油機容量示值誤差進(jìn)行了檢定，分析了測量過程各因素對測量結(jié)果的影響情況，提供了測量結(jié)果不確定度的評定過程，并對標(biāo)準(zhǔn)不確定度、合成不確定度、擴展不確定度以及測量結(jié)果的表示給予了明確的論述。

【關(guān)鍵詞】加油機容量示值誤差；測量不確定度；標(biāo)準(zhǔn)不確定度；擴展不確定度

0 任務(wù)來源

根據(jù)2010年度我市計量監(jiān)督工作計劃，我市計量監(jiān)督部門于2010年7月12日組織了轄區(qū)內(nèi)四縣一市的計量檢定機構(gòu)進(jìn)行了燃油加油機容量檢定的比對工作，要求各實驗室應(yīng)提供測量結(jié)果，以及測量結(jié)果不確定度的評定報告，本文給出了我單位在本次加油機容量比對中測量結(jié)果不確定度的評定過程和結(jié)果。

1 測量方法

依據(jù)JJG443-2006《燃油加油機檢定規(guī)程》，采用金屬量器100L分別在不同流量狀況下進(jìn)行檢定，將加油機示值VJ與標(biāo)準(zhǔn)金屬量器測得的加油機在試驗溫度tJ下的實際體積VBt相比較；通過計算，從而確定加油機的示值誤差及重復(fù)性。

2 數(shù)學(xué)模型

由于溫度的影響，在試驗溫度tJ下的實際體積量VBt如下：

VBt=VB[1+βY（tJ-tB）+βB（tB-20）]

式中：VBt——標(biāo)準(zhǔn)量器在tJ℃下給出的實際體積量（L）；

VB——標(biāo)準(zhǔn)量器在20℃下的標(biāo)準(zhǔn)容積（L）；

βY、βB——分別為檢定介質(zhì)油和標(biāo)準(zhǔn)量器材質(zhì)的體膨脹系數(shù)（℃-1）；

tJ、tB——分別為加油機內(nèi)流量計輸出油溫和標(biāo)準(zhǔn)量器內(nèi)油溫（℃）；

VJ——加油機在tJ℃下指示的體積值（L）。

那么加油機的相對誤差為：

E=■×100%=■-1×100%

=■-1

3 方差和傳播系數(shù)

由上式可得合成方差為：

[UC（E）]2=C■2[u（VJ）]2+C■2[u（VB）]2+C■2[u（βY）]2+C■2[u（tJ）]2

+C■2[u（tB）]2+C■2[u（βB）]2

式中： C■=■=■

C■=■=-■=-■

C■=■=■·■=t■-t■

C■=■·■=-βY

C■=■·■=β■-β■

C■=■·■=t■-20

按長期經(jīng)驗，加油機槍口處油溫與標(biāo)準(zhǔn)器內(nèi)溫度之差一般不超過4℃，即|tB-tJ|≤4℃；取tB-tJ=4℃

油溫在-25℃～55℃范圍內(nèi)，即|20-tB|≤45℃；取tB-20=-45℃，以柴油為介質(zhì)：β■=9×10-4℃-1，β■-β■=9×10-4-50×10-6 =8.5×10-4℃-1。

表1

采用100L金屬量器進(jìn)行檢定時取VB=100L

可得合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

[u■（E）]■=■×u（V■）■+■×u（V■）■+[4×u（β■）]■ +[9×10■×u（t■）]■+[8.5×10■×u（t■）]■+[45×u（β■）]■

4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表（表1）

5 計算分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度

5.1 加油機示值不確定度u（VJ）

加油機分辨力（即加油機的最小體積變量）為0.01L， 均勻分布；故標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

u（V■）=■=0.58×10■L

5.2 標(biāo)準(zhǔn)量器示值不確定度u（VB）

（A）標(biāo)準(zhǔn)量器本身檢定的不確定度2.5×10-4覆蓋因子k=3，可得標(biāo)準(zhǔn)不確定度

u（VB）1=■=0.83×10■L

（B）標(biāo)準(zhǔn)量器的分辨率不大于標(biāo)稱容量的5×10-5 ，故讀數(shù)誤差的不確定度為（均勻分布）：

u（VB）2=■=2.89×10-3=0.29×10-2L

（C）測量重復(fù)性給出的不確定度：取本標(biāo)準(zhǔn)建立時的測量重復(fù)性數(shù)據(jù)作為本次測量重復(fù)性的數(shù)值：

u（VB）3=s=4.40×10-2L

故標(biāo)準(zhǔn)量器示值的不確定度：

[u（VB）]2=[u（VB）1]2+[u（VB）2]2+[u（VB）3]2

=（0.83×10-2）2+（0.29×10-2）2+（4.40×10-2）2

=（4.49×10-2）2

u（VB）=4.49×10-2L

5.3 檢定介質(zhì)柴油體脹系數(shù)的不確定度u（βY）

柴油的體脹系數(shù)為9×10-4℃-1，β的不確定度為β=5×10-6℃-1

因此標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

u（β■）=■=0.025×10-4■℃-1

5.4 加油機油溫測量的不確定度u（tJ）

油溫測量所用的溫度計其誤差界限為±0.1℃，考慮其分布為均勻分布則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

u（tJ）=0.1/■=0.058℃

5.5 標(biāo)準(zhǔn)量器油溫測量的不確定度u（tB）

本次所用的溫度計其誤差界限為±0.1℃，考慮其分布為均勻分布則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

u（tB）=0.1/■=0.058℃

5.6 標(biāo)準(zhǔn)金屬量器體脹系數(shù)的不確定度u（βB）

標(biāo)準(zhǔn)金屬量器體脹系數(shù)β=50×10-6℃-1，由規(guī)程提供的β的不確定度為β=5×10-6℃-1，因此標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

u（βB）=■=0.025×10-4■℃-1

6 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

[u■（E）]■=■×0.58×10■■+■×3.22×10■■+（4×0.025×10■）■

+（9×10■×0.058）■+（8.5×10■×0.058）■+（45×0.025×10■）■

=（4.72×10■）■

u■（E）=4.72×10■

7 擴展不確定度

取k=2， 則擴展不確定度為：

U=k×uc=2×4.72×10-4=9.4×10-4

【參考文獻(xiàn)】

[1]JJF 1059-1999 測量不確定度評定與表示[M].北京：中國計量出版社，1999.

[2]劉智敏.不確定度及其實踐[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2000.

[3]JJF 1001-1998 通用計量術(shù)語及定義[M].北京：中國計量出版社，1999.

[責(zé)任編輯：楊揚]