科技论坛 民营科技２０１６年第１２期 转速表标准装置测量结果的不确定度的评定 敖铭华 （齐齐哈尔市质量技术监督检验检测中心．黑龙江齐齐哈尔１６１０００） 摘要：主要针对转速表标准装置测量结果的不确定度的评定进行了论述。 关键词：转速表；测量；不确定度 １概述 １．１测量依据ＪＪＧ１０５—２ｏｏｏ｛转速表检定规程》。 １．２环境温度：室温（２０￣５）℃．相对湿度≤８５％。 １．３测量标准：标准转速装置。 １．４被测对象：工作用转速表。 ２数学模型 标准转速表示值误差由下列方程得到： ｅ＝Ｒｓ－Ｒｍ 式中：Ｒ 被检表指示转速值 Ｒｒ－广标准转速源指示转述值 ３方差和转播系数 依据方程：ｕｃｚ＝∑ｆ■ ＼ １ Ｖ／ ｕ（ｘｉ‘ ）ｚ 得：Ｕｃ （ｅ）＝Ｃ （Ｒｓ）Ｕ （Ｒｓ）＋Ｃ （Ｒ ）Ｕ （Ｒｍ） Ｃ（Ｒｓ）＝ ＝１ Ｃ（Ｒｓ）＝ ＝一１ 式中：Ｕ（Ｒ ）一被检表指示转速值的不确定度分量，ｒ／ｍｉｎ； Ｕ（Ｒ ）一标准转速源指示转速值的不确定度分量，ｒ／ｍｉｎ； 因为Ｕ （ｅ）＝Ｕｃ２＝Ｕ （Ｒ ）＋Ｕ （Ｒ ） 又因为ＲＳ—Ｒｍ 所以，， ＵＣ２＝ ＋ 上式化为相对不确定度形式：ｕ ＝ｕ （Ｒ ）＋ｕ ２Ｔ（Ｒ ） 式中：ｕ （Ｒ ）被检表指示转速值的不确定度分量，ｒ／ｍｉｎ； Ｕ （Ｒ ）一标准转速源指示转述值的不确定度分量，ｒ／ｍｉｎ； ４标准不确定度分量 下面我们就选取被检表ＬＺ一４５，精度为±５％，编号１６７，检定点 为１２００ｒ／ａｒｉｎ，平均转速１１８８．５ｒ／ｍｉｎ进行分析。 ４．１ 由各种随机变量综合影响标准转速源和测速仪指示转速的 重复性所引入的相对标准不确定度ｕｒ（Ｒ ，），属Ａ类评定，ｔ分布，根 据标准测速仪单次指示转速值，用贝塞尔公式计算的实验标准偏 ＼／ ｎ： ４４ 按下列公式计算出相对标准不确定度分量Ｕ（Ｒ。 ）： （Ｒｓｌ： Ｓ ｌｏ０％＝ × ＿６．９×１０ｒ４ 因ｎ＝１０，得 （Ｒ ，）＝ｎ一１＝１０—１＝９ ４．２标准转速源受标准频率源频率偏移系统效应的影响而产生 的相对标准不确定度分量 ｕ （ ），属Ｂ类评定，均匀分布，按下式计算： Ｕｒ（Ｒ ）＝— ｘ￣ｘｌＶ ｊ ０ ００％ 式中：ｆ『内置频率源标准频率值为１ＭＨ ； △ｆ＿内置标准频率偏移值，估计为０．１Ｈ 。 所以ｕ （ ）＝— × ×１００％＝５．８×１０ 、／ｊ ４．３标准测速仪的量子化误差引入的相对标准不确定度分量 ｕ （Ｒｍ１）＝ × 击×扣。％ ４击 式中：ｔ一设定采样时间或周期所相当的时间； Ｔ旷－计算器累计的标准时基脉冲的周期（１ ｓ） ４．４标准测速仪受内置标准频率源频率漂移等系统效应的影响 而产生的相对标准不确定度分量Ｕｒ（Ｒ ），属Ｂ类评定，均匀分布， 按下列计算： ｎｒ（ ＝击× ×ｌ０ｏ％＝— × ×ｌ０ｏ％＝５－８×１ 各项相对标准不确定度分量列于表１中。 表１标准不确定度分量一览表 ５合成标准不确定度 各分量标准不确定度各自独立、或不相关，可按下式合成标 准不确定度 Ｕｃｒ＝、／Ｕ （Ｒｓ１）＋Ｕｒ２（Ｒｓ２）＋Ｕ （Ｒ １）＋Ｕｒ２（Ｒ ＝、／（６．９ｘ１０＿４） ＋（５．８ｘ１０１８） ＋（１．４￣１０ ） ＋（５．８ｘ１０＿８） ＝６．９ｘ１０４ ６有效自由度 依据各自检定点的分量标准不确定度及相对标准不确定度 按Ｗｅｌｃｈ—ｓａｔｔｅｒｔｈｗａｉｔｅ公式分别计算有效自由度。由于Ｕ （Ｒ ）、Ｕ （Ｒ ）、Ｕ （Ｒ ）数量小可忽略不计，则 ＩＩ，、 豆 丑 圃 豇 ９ 。 。。 ∞ 。。。 鱼． 二！： 一（６．９ｘ１０ ） ．（５．８ｘ１０ ） ．（１．４ｘ１０ ） ．（５．８ｘ１０ ） ９ 。∞ ’ ∞ 。 Ｏ０ ７扩展不确定度 依据检定点的合成相对标准不确定度及有效自由度 ，查表 得置信概率Ｐ为９５％时包含因子ＫＰ的值为３．２５，则相对扩展不确定 度： Ｕｐ￣＝ｋ。ｘＵ￣＝３．２５ｘ６．９ｘ１０ ＝２．２４ｘ１０。 根据上述分析和计算。标准转数装置转数示值误差的测量结 果相对扩展不确定度ｕ ＝２．４７￣１０ 表２检定点标准不确定度分量、合成标准不确定度及扩展 不确定度 喜（ ｓ）ｕ ）ｕ－（Ｒ ）Ｕｒ（Ｒｍ１）ｕ＿（Ｒ ）ｕ ｕ ｋ １２００ １．４４ ６ ９ｘ１０ ５．８ｘ１０ １．４ｘ１０ ５．８ｘ１０ ６．９ｘ１０ ９ ２．２４ｘｌ０ ３．２５