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零部件颗粒物清洁度测试中不确定度分析

目的

测量的结果受仪器校正、设备稳定、环境变化及人员等因素影响，因此有必要对测量结果进行不确定度评估，以让客户了解测量结果是否符合特定需求，确认测量数据的可信赖及真实程度。

范围

本文对清洁度测试方法中存在的不确定进行了评估和计算，其中包含了重量和尺寸测量及个数统计三方面的不确定分析。该不确定分析适用于VDA19中规定的超声清洗，手动搅动清洗和加压冲洗清洗三种方法。

名词解释

3.1标准不确定度(standarduncertainty)

以标准偏差表示的测量不确定度。

3.2扩展不确定度(expandeduncertainty)

确定测量结果区间的量,合理赋予被测量之值分布的大部分,可望含于此区间。

测量方法：

4.1重量

测量环境：室温，湿度40%RH-60%RH。

仪器：梅特勒-托利多XSE205DU型电子天平精度0.01mg

测试方法：滤膜事先用干净的测试液体上过滤，把滤膜放入有盖的培养皿内，放入烘箱中烘干，一定时间后从烘箱中拿出，并放入干燥器中，待滤膜冷却后，准确称量。重复烘干-冷却这一过程，两次称量相差小于0.01mg。

4.2尺寸

仪器：徕卡显微镜

测试方法：固定颗粒物一端，测量对角线，达到最大长度。为了实现这一目的，每次应以规定的角度旋转颗粒，依次测量切线之间的距离，最后获得最大值。测量精度由每次测量的旋转角度决定。旋转角度应≤5°，但是，角度越小，所得到的测量结果将更精确。

4.3个数

仪器：徕卡显微镜徕卡清洁度专家

测试方法：把滤膜平整的放到夹具上，调节显微镜的亮度、对比度和阈值，选择好每个点的焦距。

不确定度误差来源与分析

重量分析：

滤膜前后烘干程度、环境温湿度、静电、天平不确定度、震动

尺寸测量：

人员变化、仪器不确定度

数量测量：

人员变化、滤膜平整度、阈值、亮度

数学模型

6.1重量分析

m=

m—被测滤纸的重量

m1，m2，m3,m4,m5—第1次到第5次的重量测量值

6.2尺寸测量和个数统计

L=

L-被测颗粒物的长度

L1，L2，L3,L4，L5—第1次到第5次的长度测量值

6.3被测颗粒物数量统计

C=

C-被测颗粒物的个数

C1，C2，C3,C4，C5—第1次到第5次的个数测量值

不确定度分量计算

7.1A类的不确定度评定：

7.1.1重量A类不确定评定

N次独立重复观测值mk(k=1,2,3,4,5)，测量值分别为m1=58.92mg，m2=58.98mg，m3=59.00mg，X4=58.89mg,X5=58.95mg

注：mk表示测量过程中该影响量的连续观测次数（连续观测5次），mk是其中的一个观测值。

其最佳估计值（算术平均值）为：==58.94mg

单次独立观测值mi,k的实验标准差为：

=0.045mg

平均值的实验标准差为：

=0.020mg

7.1.2尺寸测量和个数统计的A类不确定评定

7.1.2.1N次独立重复观测值Lk(k=1,2,3,4,5)，测量值分别为L1=24.58μm，L2=24,61μm，L3=24.52μm，X4=24.49μm,X5=24.55μm.

注：Lk表示测量过程中该影响量的连续观测次数（连续观测5次），Lk是其中的一个观测值。

其最佳估计值（算术平均值）为：==24.55μm.

单次独立观测值mi,k的实验标准差为：

=0.047μm.

平均值的实验标准差为：

=0.11μm

7.1.2.2N次独立重复观测值Ck(k=1,2,3,4,5)，25~50μm的粒子个数测量值分别为C1=1700，C2=1638，C3=1726，C4=1594,C5=1672.

注：Ck表示测量过程中该影响量的连续观测次数（连续观测5次），Ck是其中的一个观测值。

其最佳估计值（算术平均值）为：==1666

单次独立观测值mi,k的实验标准差为：

=52

平均值的实验标准差为：

=23

7.2.B类不确定度评定：

7.2.1重量测试中B类不确定度的分量为正态分布。

依据电子天平的校准证书e取0.03，k取2

数值大小：=0.015

7.2.2尺寸测量B类不确定度的分量为正态分布。

依据金相显微镜的校准证书e取0.03，k取2

数值大小：=0.015

7.2.3个数统计B类不确定度的分量为正态分布。

依据金相显微镜的校准证书e取0.03，k取2

数值大小：=0.015

合成不确定度

8.1重量的合成不确定度

0.0150

8.