液压千斤顶检定装置测量不确定度评定.doc

液压千斤顶检定装置测量不确定度评定 张毅 陕西省计量科学研究院 摘 要：研究影响液压千斤顶测量结果因素，根据一些实际测量情况分析了对测量结果有明显影响的不确定度来源，按照不确定度评定流程对液压千斤顶检定装置的不确定度评定进行了分析讨论。 关键词：液压千斤顶装置，不确定度，评定流程 测量不确定度的评定方法应依据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》的规定。不确定度评定的流程为1.分析不确定度来源和建立数学模型；2评定标准不确定度分量ui；3计算合成标准不确定度uc；4确定扩展不确定度U；5报告测量结果。本文，就液压千斤顶检定装置测量不确定度按照该流程进行评定。 1．分析液压千斤顶检定装置测量不确定度来源 不确定度来源的分析取决于对测量方法、测量设备、测量条件及对被测量的详细了解和认识。液压千斤顶检定装置是由液压千斤顶、电动油泵、压力表、高压油管组成。其中，检定规程中明确规定千斤顶设备需配套检定，配套使用。由此可见，电动油泵与压力表带来的不确定度影响是比较大的。因此，根据分析，液压千斤顶检定装置测量不确定度来源主要为以下几个方面 正常工作条件下，应变式标准测力仪即测量标准引入的标准不确定度分量； 测量结果重复性引入的不确定度分量； 温度变化引入的不确定分量； 由于液压千斤顶装置中使用的压力表多为模拟式的，其读取示值时需要在最小分度内估读，由观测者读数的不同引入的不确定度分量； 由压力表示值误差引入的不确定度分量； 压力表分辨力引入的不确定度分量。 2．测量标准不确定度各分量的评定 正常工作条件下，应变式标准测力仪即测量标准引入的标准不确定度分量 根据检定规程，应变式标准测力仪准确度不低于0.5级，本文中选用0.3级应变式标准测力仪。由其检定证书可得，U=0.3%（k=2.58）。选用的液压千斤顶活塞有效工作面积为2.833×10-2m2，因此在1000kN点， u1==0.041MPa 测量结果重复性引入的不确定度分量。 由于测量值受到由诸多的随机因素影响，因此具有一定的分散性。对选用的液压千斤顶1000kN点进行10次检定，得到数据如下： 检定次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 示值（MPa） 35.2 35.3 35.2 35.4 35.2 35.3 35.2 35.2 35.3 35.4 由A类评定方法，其不确定度分量可得： u2==0.026MPa 其中MPa 温度变化引入的不确定度分量 液压千斤顶检定规程中规定：检定在（5-35）℃温度下进行，实际工作中，环境温度变化很小，由其引入的不确定度可以忽略，但液压油温变化引入的不确定定度难以忽略，即使采用冷却等降低温度的方法，液压千斤顶检定过程油温变化也在20℃左右，估计为正态分布，k=2， u3==0.14MPa K为温度修正系数 模拟式仪器估读引起的不确定度分量 检定规程中规定，模拟式指示器准确度等级宜不低于0.4级。选取0.4级精密压力表，其分度为0.2MPa，半宽度为0.1MPa，并且分布为均匀分布，因此，其不确定分量为 u4=MPa 5） 由压力表示值误差引入的不确定度分量 0.4级满量程为60MPa的精密压力表，示值误差允差为±0.4%FS,取半宽区间，估计为均匀分布，因此，k=，其不确定度分量u5为 u4=0.14MPa 6） 压力表分辨力引入的不确定度分量 使用0.4级精密压力表作为模拟指示器，最小分度值为0.2MPa，估计为均匀分布，其引入的不确定度分量为 u5==0.058MPa 3．计算合成标准不确定度 在计算合成标准不确定度之前，对不确定度分量进行一下分析，由于重复性引起的不确定度分量小于压力表的分辨力所引入的不确定度分量，因此，需用分辨力引入的不确定度分量代替重复性分量，而不能同时纳入。由于各分量不相关。 0.22MPa 其相对标准不确定度为 ur=0.22/35.27=0.62% 4．确定扩展不确定度 取包含因子k=2，扩展不确定度为U=kuc=0.44MPa 5．报告测量结果 液压千斤顶装置测量不确定度：额定力为1000kN时,压力表示值P=35.27MPa，U=0.44MPa，k=2 6．总结 在建立数学模型时，由于数学模型并不是唯一的，并且数学模型并不一定是完善的，它与人们对规律的认识程度有关，因此，不确定度评定应尽可能充分考虑实际中的影响量。在计算合成标准不确定度前，需确认各分量是否相关，并且，如本文所例，由于重复性引起的不确定度分量小于被测仪器的分辨力所引入的不确定度分量时，应该用分辨力引入的不确定度分量代替重复性分量，而不是能同时纳入。这在以往不确定度分析中往往会有忽略。 参考文献： 液压千斤顶检定规程（JJG621-2