[不确定度分析报告]碟形弹簧和螺旋压缩弹簧弹簧特性测试规范（公开）.doc

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产业专用计量技术规范

碟形弹簧和螺旋压缩弹簧弹簧特性测试规范

测量不确定度分析报告

北京航天计量测试技术研究所

二〇二四年九月十日

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碟形弹簧和螺旋压缩弹簧弹簧特性测试规范

测量不确定度分析报告

1概述

依据JJF1059.1的要求，根据本规范规定的原理、条件和方法，以碟形弹簧和螺旋压缩弹簧进行3次弹簧特性测试为例，给出弹簧特性的测量不确定度评定分析。

2弹簧特性测量不确定度评定

2.1测量模型

弹簧负荷均值测量模型，按公式（1）。

（1）

式中：

——n次测量，弹簧负荷均值，（N）；

——第i次测量，弹簧负荷值，（N）；

——测量次数，按客户要求，一般为3次。

弹簧变形量均值测量模型按公式（2）计算。

（2）

式中：

——n次测量，弹簧变形量均值，（mm）；

——第i次测量，弹簧变形量值，（mm）。

2.2标准不确定度来源

弹簧特性测量标准不确定度来源及说明见表1。

表1弹簧特性测量标准不确定度分量来源和说明

序号

符号

标准不确定度分量名称

说明

1

弹簧特性测量的标准不确定度分量

负荷测量重复性引入的标准不确定度分量

用A类方法评定

负荷测量设备引入的标准不确定度分量

用B类方法评定

变形量测量重复性引入的标准不确定度分量

用A类方法评定

变形量测量设备引入的标准不确定度分量

用B类方法评定

负荷测量引入的标准不确定度分量及变形量测量引入的标准不确定度分量二者互不相关。

2.3标准不确定度评定

2.3.1负荷测量引入的相对标准不确定度分量的评定

2.3.1.1负荷测量重复性引入的相对标准不确定度分量

负荷测量重复性按公式（3）计算。

（3）

式中：

——负荷测量重复性，%；

fmax——负荷测量的最大值，（N）；

fmin——负荷测量的最小值，（N）。

负荷测量重复性引入的相对标准不确定度按公式（4）计算。

（4）

式中：

——根据测量次数查表得到的极差系数，取值见表2。

表2极差系数

n

2

3

4

5

6

7

8

9

C

1.13

1.69

2.06

2.33

2.53

2.70

2.85

2.97

2.3.1.2负荷测量设备引入的标准不确定度分量

根据检定或校准证书，负荷测量设备的相对扩展不确定度为，则负荷测量设备相对不确定度分量可用B类评定方法按公式（5）计算。

（5）

式中：

——负荷测量设备的相对扩展不确定度，%；

——包含因子，一般取值2或3。

2.3.2变形量测量引入的相对标准不确定度分量的评定

2.3.2.1变形量测量重复性引入的相对标准不确定度分量

变形量测量重复性按公式（6）计算。

（6）

式中：

——变形量测量重复性，%。

lmax——变形量测量的最大值，（mm）；

lmin——变形量测量的最小值，（mm）。

变形量测量重复性引入的相对标准不确定度按公式（7）计算。

（7）

2.3.2.2变形量测量设备引入的标准不确定度分量

根据检定或校准证书，变形量测量设备的相对扩展不确定度为，则变形量测量设备相对不确定度分量可用B类评定方法按公式（8）计算。

（8）

式中：

——变形量测量设备的相对扩展不确定度，%。

2.4相对合成标准不确定度

相对合成标准不确定度按公式（9）计算。

（9）

式中：

——相对合成标准不确定度，%。

2.5相对扩展不确定度

取包含因子，按公式（10）计算可得相对扩展不确定度。

（10）

式中：

——相对扩展不确定度，%。

2.6测量不确定度评定示例

碟形弹簧和螺旋压缩弹簧弹簧特性测试试验所用的设备包括电子拉力试验机（型号：LDS-5A编号：05018）、激光位移传感器（型号：LK-H085编号：A3314008H）。

测试用设备已经过计量技术机构检定或校准，满足测试使用要求，并在有效期内。

电子拉力试验机技术指标见表3。

表3电子拉力试验机技术指标

技术指标项目

测试使用要求

测量范围

10N~5kN

准确度等级

1级

激光位移传感器技术指标见表4。

表4激光位移传感器技术指标

技术指标项目

校准使用要求

测量范围

-18mm~18mm