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        連續(xù)累計(jì)自動(dòng)衡器(皮帶秤)模擬載荷示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

        2017-05-13 00:35:37段衛(wèi)東魏曉光
        科技與創(chuàng)新 2017年7期
        關(guān)鍵詞:示值誤差不確定度評(píng)定皮帶秤

        段衛(wèi)東+魏曉光

        摘 要:主要介紹了連續(xù)累計(jì)自動(dòng)衡器模擬載荷示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定,以期為相關(guān)人員提供一定的參考和借鑒。

        關(guān)鍵詞:皮帶秤;模擬載荷;示值誤差;不確定度評(píng)定

        中圖分類號(hào):TH715.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2017.07.119

        1 概述

        1.1 測(cè)量依據(jù)

        測(cè)量依據(jù)JJG 195—2002《連續(xù)累計(jì)自動(dòng)衡器(皮帶秤)檢定規(guī)程》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)程》)。

        1.2 測(cè)量環(huán)境條件

        測(cè)量溫度:-10~+40 ℃。

        1.3 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其主要計(jì)量特性

        使用專用砝碼(模擬載荷),其質(zhì)量最大允許相對(duì)誤差為±0.05%.

        1.4 被測(cè)對(duì)象及其主要性能

        被測(cè)對(duì)象:準(zhǔn)確度0.5級(jí)皮帶秤,最大允許示值相對(duì)誤差為±0.5%.

        1.5 測(cè)量項(xiàng)目與測(cè)量方法

        在規(guī)定條件下,使用專用砝碼(模擬載荷)對(duì)皮帶秤加載,讀取皮帶秤穩(wěn)定運(yùn)行3整圈的連續(xù)累計(jì)值與模擬載荷的理論計(jì)算值之差即為該皮帶秤的示值誤差。

        2 數(shù)學(xué)模型

        式(1)中:δ為示值誤差;I為皮帶秤示值;T為模擬載荷累計(jì)值。

        3 不確定度的傳播

        式(2)中:

        所以有:

        4 分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度

        4.1 輸入量I引起的不確定度分量urel(I)

        根據(jù)《規(guī)程》要求,輸入量I引起的不確定度分量urel(I)由以下4個(gè)不確定度分項(xiàng)構(gòu)成。

        4.1.1 重復(fù)性誤差引起的不確定度分量urel(I1)

        根據(jù)《規(guī)程》關(guān)于重復(fù)性的最大允許誤差要求來(lái)評(píng)定,即用B類方法評(píng)定。0.5級(jí)皮帶秤的重復(fù)性最大允許相對(duì)誤差為±0.1%,估計(jì)為均勻分布,取包含因子k= ,則標(biāo)準(zhǔn)不確定

        度為:

        u(I1)= ×100%=0.058%.

        4.1.2 零點(diǎn)誤差引起的不確定度分量u(I2)

        根據(jù)《規(guī)程》關(guān)于零點(diǎn)的最大允許誤差要求來(lái)評(píng)定,即用B類方法評(píng)定。0.5級(jí)皮帶秤的零點(diǎn)最大允許相對(duì)誤差為±0.05%,估計(jì)為均勻分布,取包含因子k= ,則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

        u(I2)= ×100%=0.029%.

        4.1.3 鑒別力誤差引起的不確定度分量u(I3)

        根據(jù)《規(guī)程》關(guān)于置零顯示器鑒別力的最大允許誤差的要求來(lái)評(píng)定,即用B類方法評(píng)定。0.5級(jí)皮帶秤的置零顯示器鑒別力最大允許相對(duì)誤差為±0.05%,估計(jì)為均勻分布,取包含因子k= ,則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

        u(I3)= ×100%=0.029%.

        4.1.4 最大偏差引起的不確定度分量u(I4)

        根據(jù)《規(guī)程》關(guān)于零載荷的最大偏差的最大允許誤差的要求來(lái)評(píng)定,即用B類方法評(píng)定。0.5級(jí)皮帶秤的零載荷的最大偏差最大允許相對(duì)誤差為±0.18%,估計(jì)為均勻分布,取包含因子k= ,則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

        u(I4)= ×100%=0.104%.

        標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(I)的計(jì)算式為:

        將數(shù)據(jù)代入公式(4)中得:urel(I)≈0.126%.

        4.2 輸入量T引起的不確定度分量urel(T)

        經(jīng)分析,輸入量T引起的不確定度分量urel(T)由以下3個(gè)不確定度分項(xiàng)構(gòu)成。

        4.2.1 不確定度分項(xiàng)一

        在對(duì)專用砝碼質(zhì)量誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量于輸入量urel(T1),專用砝碼(模擬載荷)經(jīng)過(guò)校準(zhǔn),其質(zhì)量最大允許相對(duì)誤差為±0.05%.采用B類方法評(píng)定,估計(jì)為均勻分布,取包含因子k= ,則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

        urel(T1)= ×100%≈0.029%.

        4.2.2 不確定度分項(xiàng)二

        對(duì)于皮帶秤秤量長(zhǎng)度等幾何參數(shù)測(cè)量誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量與輸入量u(T2),測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的主要設(shè)備為1級(jí)鋼卷尺(50 m),最大允許相對(duì)誤差為±0.01%,測(cè)量重復(fù)性誤差不超過(guò)1 mm可以忽略不計(jì)。采用B類方法評(píng)定,估計(jì)為均勻分布,取包含因子k= ,則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

        u(T2)= ×100%≈0.006%.

        4.2.3 不確定度分項(xiàng)三

        在對(duì)皮帶秤回轉(zhuǎn)周期等時(shí)間參數(shù)測(cè)量誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量與輸入量u(T3),測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)主要設(shè)備為電子秒表(分度數(shù)0.01 s),最大允許誤差為±0.1 s。做重復(fù)性試驗(yàn),對(duì)皮帶秤滾筒的回轉(zhuǎn)周期連續(xù)測(cè)量10次(每一百周計(jì)時(shí)1次),數(shù)據(jù)如下:

        實(shí)際測(cè)量中最長(zhǎng)計(jì)時(shí)時(shí)間為250 s,則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

        urel(T3)=0.13 s/250 s=0.052%.

        標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(T)的計(jì)算式為:

        將數(shù)據(jù)代入公式(7)中得:urel(T)≈0.060%.

        5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定

        合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算式為:

        將數(shù)據(jù)代入公式(8)中得:

        6 擴(kuò)展不確定度

        取包含因子k=2,得到:

        Urel=k×urel(δ)=2×0.140%=0.28%.

        7 不確定度一覽表

        不確定度一覽表見(jiàn)表1.

        8 應(yīng)用指南

        在規(guī)范化的常規(guī)測(cè)量中,本測(cè)量不確定度評(píng)定結(jié)果可直接用于重復(fù)性條件下或復(fù)現(xiàn)性條件下的皮帶秤模擬載荷示值誤差的校準(zhǔn)測(cè)量。

        〔編輯:劉曉芳〕

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