直流焊機(jī)電源電流校準(zhǔn)方法探討以及不確定度解析

竇明亮 ??

摘要：針對(duì)焊機(jī)電源電流使用標(biāo)準(zhǔn)表比對(duì)法進(jìn)行校準(zhǔn)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：直流焊機(jī)；電流；標(biāo)準(zhǔn)表比較法；測(cè)量不確定度

焊機(jī)電源是指提供電流和電壓，并具有適合于弧焊和類似工藝所需特性的設(shè)備。本文以松下焊機(jī)YD350GL4為例，在使用標(biāo)準(zhǔn)表進(jìn)行直流焊機(jī)電源電流校準(zhǔn)時(shí)，相應(yīng)的不確定度進(jìn)行分析。

1 校準(zhǔn)依據(jù)

鑒于國內(nèi)尚無直流焊機(jī)電源電流校準(zhǔn)的校準(zhǔn)規(guī)范，本文參照《JJG（軍工）692015 直流標(biāo)準(zhǔn)電流源檢定規(guī)程》進(jìn)行校準(zhǔn)。

2 標(biāo)準(zhǔn)器的選擇

本次校準(zhǔn)選用高精度交直流電流表DLB1000作為標(biāo)準(zhǔn)器。校準(zhǔn)原理圖如下：

校準(zhǔn)裝置連接圖

2.1 測(cè)量模型

Δ=II0

式中：Δ為被校的焊機(jī)電源電流示值誤差

I為被校焊機(jī)電源電流示值

I0為標(biāo)準(zhǔn)電流表DLB1000示值

由于各輸入量之間不相關(guān)，合成方差為：

uC2=c12u12（I）+ c22u22（I0）

靈敏系數(shù) c1=1，c2=1

2.2 不確定來源評(píng)定

焊機(jī)電源電流示值誤差的測(cè)量不確定度來源主要包括：

（1）測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度；焊機(jī)電源電流分辨力引入的不確定度；標(biāo)準(zhǔn)電流表測(cè)量位置變化引入的不確定度（可歸為重復(fù)性引入的不確定度）；焊機(jī)電源的不穩(wěn)定引入的不確定度（可歸為重復(fù)性引入的不確定度）。

（2）由標(biāo)準(zhǔn)電流表DLB1000示值誤差引入的不確定度。

2.2 .1 測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度u11（I）

采用的校準(zhǔn)裝置連接圖，在校準(zhǔn)點(diǎn)200A處對(duì)被校焊機(jī)電源電流重復(fù)測(cè)量10次，測(cè)量數(shù)據(jù)如表1所示。

實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差：

s（x）=Σ10i=1（xi-x-）2[]10-1=00816（A）

校準(zhǔn)結(jié)果取10次測(cè)量的平均值，故測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：

u11（I）=s（x）[]10=00258（A）

2.2.2 焊機(jī)電源電流分辨力引入的不確定度u12（I）

被校焊機(jī)電源電流在校準(zhǔn)點(diǎn)200A是的分辨力為1A，區(qū)間半寬為0.5A，認(rèn)為在區(qū)間內(nèi)服從均勻分布，則分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：

u12（I）=05A[]3=0289（A）

2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)電流表DLB1000示值誤差引入的不確定度u2（I0）

標(biāo)準(zhǔn)電流表DLB1000在200A時(shí)的最大允許誤差為±02A，認(rèn)為其服從均勻分布，則標(biāo)準(zhǔn)電流表DLB1000示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：

u2（I0）=02A[]3=0115（A）

2.2.4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及擴(kuò)展不確定度（表2）

標(biāo)準(zhǔn)不確定度符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量靈敏系數(shù)

u11（I）0.0258A1

u12（I）0.0289A1

u2（I0）0.1150A1

由于焊機(jī)電源電流重復(fù)性測(cè)量引入的不確定度包含了分辨力引入的不確定度，為避免重復(fù)計(jì)算，只取最大影響量u12（I），舍棄u11（I）。

以上各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量是互不相關(guān)的，故合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

uc=u211（I）+u22（I0）=031（A）

取k=2，則擴(kuò)展不確定度為：

U=kuc=06（A）

2.3 測(cè)量結(jié)果的表述

在本例中，焊機(jī)電流電源在200A示值的校準(zhǔn)結(jié)果為：示值誤差為0.5A，其擴(kuò)展不確定度為0.6A（k=2）。

3 結(jié)語

本文僅以焊機(jī)電源電流在200A校準(zhǔn)點(diǎn)為例，在使用標(biāo)準(zhǔn)表校準(zhǔn)時(shí)的不確定度進(jìn)行了分析，相應(yīng)的其他校準(zhǔn)點(diǎn)可通過相似的算法進(jìn)行評(píng)定，在此不作贅述。以此文為校準(zhǔn)方法選擇及標(biāo)準(zhǔn)器選擇提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]JJG（軍工）692015.直流標(biāo)準(zhǔn)電流源檢定規(guī)程.

[2]JJF1059.12012.測(cè)量不確定度評(píng)定與表示.

[3]GB 15579.12013.弧焊設(shè)備第1部分焊接電源.