趙慶嶸

摘要：為了評(píng)估水準(zhǔn)儀的測(cè)量誤差，本文通過建立數(shù)學(xué)模型，同時(shí)對(duì)不確定度傳播率、標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度等進(jìn)行闡述和分析，進(jìn)而在一定程度上對(duì)使用水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀綜合檢驗(yàn)儀標(biāo)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)水準(zhǔn)儀的測(cè)量不確定度評(píng)估提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：誤差測(cè)量 水準(zhǔn)儀 i角

1 概述

1.1 測(cè)量依據(jù)：JJG 425-2003《水準(zhǔn)儀檢定規(guī)程》。

1.2 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)：水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀綜合檢驗(yàn)儀，測(cè)量范圍0～360°。■

1.3 被測(cè)對(duì)象：

■

1.4 測(cè)量方法：將被檢儀器整平于水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀綜合檢驗(yàn)儀前，準(zhǔn)確吻合儀器水準(zhǔn)泡，將望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)主光管∞目標(biāo)，轉(zhuǎn)動(dòng)i角測(cè)微器使橫絲重合，然后讀取測(cè)微器上的讀數(shù)d，d即為水準(zhǔn)儀的i角誤差。

2 數(shù)字模型

i=a+b

式中：i——被測(cè)水準(zhǔn)儀的“i”角；

a——水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀綜合檢驗(yàn)儀的標(biāo)準(zhǔn)水準(zhǔn)光管水準(zhǔn)誤差；

b——被測(cè)水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡分劃板橫絲與標(biāo)準(zhǔn)水準(zhǔn)平行光管分劃橫絲之間的高差，可通過平行光管的測(cè)微器或其分劃板上的分劃值直接測(cè)出。

3 不確定度傳播率

u■■y=u■■i=c■■u■a+c■■u■b=u■■y+u■■y

式中，靈敏系數(shù)c1=？鄣x/？鄣a=1，c2=？鄣x/？鄣b=1。

4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

4.1 水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀綜合檢驗(yàn)儀的標(biāo)準(zhǔn)水準(zhǔn)光管水準(zhǔn)誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（a），用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。

水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀綜合檢驗(yàn)儀的標(biāo)準(zhǔn)水準(zhǔn)光管最大水準(zhǔn)誤差為2.0″，按均勻分布計(jì)算，ua=2/■≈1.2″。

4.2 被檢水準(zhǔn)儀安平誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ub■ ，用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。

DS3級(jí)水準(zhǔn)儀最大安平允許誤差為1.0″，按均勻分布計(jì)算，

u■b■=1/■≈0.58″

DSZ3級(jí)水準(zhǔn)儀最大安平允許誤差為0.8″，按均勻分布計(jì)算，

u■b■=0.8/■≈0.46″

4.3 被檢水準(zhǔn)儀測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ub■。

用A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。當(dāng)校準(zhǔn)DS3級(jí)水準(zhǔn)儀時(shí)，將被檢儀器整平于水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀綜合檢驗(yàn)儀前，準(zhǔn)確吻合儀器水準(zhǔn)泡，將望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)主光管∞目標(biāo)，轉(zhuǎn)動(dòng)i角測(cè)微器使橫絲重合，待穩(wěn)定后，重復(fù)測(cè)量10次，分別計(jì)算修正值，其標(biāo)準(zhǔn)差s≈0.78″，故

u■b■=0.78″

當(dāng)校準(zhǔn)DSZ3級(jí)水準(zhǔn)儀時(shí)，按照上述相同步驟重復(fù)測(cè)量10次，分別計(jì)算修正值，其標(biāo)準(zhǔn)差s≈0.61″，故

u■b■=0.61″

5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

5.1 主要標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表

DS3級(jí)：

■

DSZ3級(jí)：

■

5.2 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算

以上各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量是互不相關(guān)的，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

DS3級(jí)：u■y=1.5″

DSZ3級(jí)：u■y=1.4″

5.3 擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算

取包含因子k=2，則：

DS3級(jí)：U=ku■y=3.0″

DSZ3級(jí)：U=ku■y=2.8″

6 對(duì)使用水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀綜合檢驗(yàn)儀標(biāo)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)水準(zhǔn)儀的測(cè)量不確定度評(píng)估

其測(cè)量不確定度見下表：

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參考文獻(xiàn)：

[1]JJF1033-2008，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范[S].

[2]JJG425-2003，水準(zhǔn)儀檢定規(guī)程[S].

[3]JJG2057-2006，平面角計(jì)量器具檢定系統(tǒng)[S].