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【摘 要】管形測(cè)力計(jì)是一種基于胡克定律實(shí)現(xiàn)測(cè)力功能的計(jì)量器具[1-2]，其準(zhǔn)確度關(guān)系到工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，關(guān)系到經(jīng)濟(jì)貿(mào)易活動(dòng)的正常有序的進(jìn)行，為了保證管形測(cè)力計(jì)的準(zhǔn)確溯源，需要對(duì)其進(jìn)行檢定。本文介紹一種管形測(cè)力計(jì)負(fù)荷示值的測(cè)量方法并分析其質(zhì)量示值不確定度分量主要來(lái)源，同時(shí)對(duì)各不確定度分量、合成不確定度、擴(kuò)展不確定度進(jìn)行評(píng)定。

【關(guān)鍵詞】檢定；管形測(cè)力計(jì)；不確定度評(píng)定；計(jì)量器具

中圖分類(lèi)號(hào)： F203 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）08-0158-001

Tube Dynamometer Load Indication Error Measurement Results Uncertainty Assessment

CAI Kai-cheng

（Fujian Institute of Metrology，F(xiàn)uzhou Fujian 350003，China）

【Abstract】The tube dynamometer is a measuring instrument based on Hooke's law to achieve the force measurement function[1-2].Its accuracy is related to the quality of industrial products and relates to the normal and orderly conduct of economic and trade activities. To ensure the accurate traceability of the tube dynamometer， it needs to be verified. This paper introduces a measurement method for the load indication of tubular dynamometers and analyzes the major sources of quality indication uncertainty components. At the same time， it evaluates the uncertainty components， the combined uncertainty， and the extended uncertainty.

【Key words】Verification；Tubular dynamometer；Evaluation of uncertainty；Measuring instruments

0 概述

管形測(cè)力計(jì)是一種基于胡克定律實(shí)現(xiàn)測(cè)力功能的計(jì)量器具，其通過(guò)彈簧的伸長(zhǎng)量與力的大小成正比的線(xiàn)性關(guān)系并由彈簧長(zhǎng)度變化量表征力值大小[1-2]，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小巧，攜帶方便，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、快遞物流及交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)中。管形測(cè)力計(jì)負(fù)荷示值的準(zhǔn)確度關(guān)系到工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，關(guān)系到經(jīng)濟(jì)貿(mào)易活動(dòng)的正常有序的進(jìn)行，為了保證管形測(cè)力計(jì)的準(zhǔn)確溯源，需要對(duì)其進(jìn)行檢定。

1 測(cè)量依據(jù)、條件及方法

1）測(cè)量依據(jù)：JJG455-2000《工作測(cè)力儀檢定規(guī)程》。

2）測(cè)量條件：（1）環(huán)境條件：測(cè)量應(yīng)在+10℃至+30℃的溫度范圍內(nèi)的條件下進(jìn)行；（2）測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)力值砝碼，相對(duì)最大允許誤差為±0.01%；（3）被測(cè)對(duì)象：管形測(cè)力計(jì)，最大標(biāo)稱(chēng)負(fù)荷不大于500N，相對(duì)最大允許誤差為±2.0%FS。

3）測(cè)量方法：在規(guī)定環(huán)境條件下，將管形測(cè)力計(jì)安裝成工作狀態(tài)，使其受力軸線(xiàn)與重力軸線(xiàn)相重合且顯示零點(diǎn)，示值指示裝置調(diào)至零點(diǎn)，沿受力方向使用標(biāo)準(zhǔn)力值砝碼對(duì)管形測(cè)力計(jì)施加負(fù)荷至測(cè)量點(diǎn)，可得到與標(biāo)準(zhǔn)力值相對(duì)應(yīng)的管形測(cè)力計(jì)負(fù)荷示值[3]。該過(guò)程連續(xù)進(jìn)行3次，以3次示值的算術(shù)平均值減去標(biāo)準(zhǔn)力值，即得該測(cè)量點(diǎn)管形測(cè)力計(jì)測(cè)力計(jì)的示值誤差。。

2 管形測(cè)力計(jì)負(fù)荷示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

2.1 數(shù)學(xué)模型

2.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評(píng)定

2.2.1 輸入量F的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（F）的評(píng)定；其不確定度主要來(lái)源是測(cè)力計(jì)的重復(fù)性，可以通過(guò)連續(xù)測(cè)量得到測(cè)量列，采用A類(lèi)評(píng)定方法進(jìn)行評(píng)定。

對(duì)一臺(tái)最大標(biāo)稱(chēng)負(fù)荷為100N的管形測(cè)力計(jì)，選擇其100%點(diǎn)，即100N作為測(cè)量點(diǎn)， 測(cè)量10次，可得到測(cè)量列見(jiàn)下表

在實(shí)際測(cè)量中，在重復(fù)性條件下測(cè)量3次，以該3次測(cè)量值的算術(shù)平均值作為測(cè)量結(jié)果，可得到：

2.2.2 輸入量F的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（F）的評(píng)定，其不確定度主要來(lái)源于標(biāo)準(zhǔn)力值砝碼，可根據(jù)證書(shū)，以B類(lèi)方法進(jìn)行評(píng)定。標(biāo)準(zhǔn)力值砝碼相對(duì)最大允許誤差為±0.01%，估計(jì)為均勻分布，取包含因子，在測(cè)量100N處，其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

2.3.1 靈敏系數(shù)

2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表，見(jiàn)下表

2.3.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算

輸入量F與F彼此獨(dú)立，不相關(guān)，所以

2.4 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定：

取包含因子k=2，則擴(kuò)展不確定度U=kUC（△F）=2×0.09N=0.2N

2.5 擴(kuò)展不確定度的報(bào)告與表示

當(dāng)測(cè)力計(jì)在100N測(cè)量點(diǎn)時(shí)，其擴(kuò)展不確定度為U=0.2N，它是由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc=0.09N和包含因子k=2之乘積得到。

3 小結(jié)

本文介紹一種管形測(cè)力計(jì)負(fù)荷示值的測(cè)量方法及不確定度評(píng)定方法。通過(guò)對(duì)管形測(cè)力計(jì)進(jìn)行檢定實(shí)現(xiàn)量值溯源，保證了管形測(cè)力計(jì)負(fù)荷示值的準(zhǔn)確可靠，為管形測(cè)力計(jì)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)貿(mào)易活動(dòng)領(lǐng)域提供技術(shù)保障和數(shù)據(jù)支撐。

【參考文獻(xiàn)】

[1]楊小敏，李俊.利用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)控制程序檢定/校準(zhǔn)管形測(cè)力計(jì)[J].廣船科技，2015，（06）：33-35.

[2]鄧劍平.對(duì)管形測(cè)力計(jì)的改進(jìn)測(cè)試：用指示燈及訊響器來(lái)顯示測(cè)力計(jì)示值[J].上海計(jì)量測(cè)試，1996.（05）：22-27.

[3]國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.JJG455-2000工作測(cè)力儀檢定規(guī)程[S].北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2000.