轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置測量不確定度分析

(東華計(jì)量測試研究院 江西 南昌 330029)

轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置測量不確定度分析

鄭歡

(東華計(jì)量測試研究院江西南昌330029)

轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置是用來校準(zhǔn)測量各種旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)速的儀器。轉(zhuǎn)速計(jì)量實(shí)際上是指角速度計(jì)量。因?yàn)椋蠖鄶?shù)旋轉(zhuǎn)機(jī)械，特別是早期的旋轉(zhuǎn)機(jī)械都用轉(zhuǎn)/分(r/min)作為轉(zhuǎn)速單位表示角速度，所以，習(xí)慣性地就稱它為轉(zhuǎn)速計(jì)量。本文主要介紹了轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)在測量過程中的不確定度分量的評(píng)定和分析。

轉(zhuǎn)速；不確定度

一、測量方法

依據(jù)檢定規(guī)程JJG105-2000《轉(zhuǎn)速表檢定規(guī)程》規(guī)定方法，用高精度轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速源，通過接觸式或非接觸式轉(zhuǎn)速表采集標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，兩者進(jìn)行比對(duì)驗(yàn)證。

二、數(shù)學(xué)模型：

ω：轉(zhuǎn)速表基本誤差，%；

n0：檢定點(diǎn)標(biāo)稱值，r/min；

N：特定轉(zhuǎn)速值(與檢定方法有關(guān))，r/min

三、計(jì)算分量不確定度

(一)由轉(zhuǎn)速測量值的重復(fù)性引入的不確定度

用高精度轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)一塊非接觸式手持?jǐn)?shù)字轉(zhuǎn)速表在5000 r/min進(jìn)行十次連續(xù)測量，得到測量數(shù)據(jù)如表

單次測量值

(二)由高精度轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度引入的不確定度分量u(rn)

(三)由轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置分辨力引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

因?yàn)檗D(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置是采用數(shù)字式測量儀器，分辨力誤差采用尾數(shù)±0.1個(gè)字來表示。根據(jù)儀器原理和特點(diǎn)，屬于B類評(píng)定，為均勻分布，則不確定度分量為：

四、相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc

以上各述分量彼此獨(dú)立，互不相關(guān)，則

五、相對(duì)擴(kuò)展不確定度

取包含因子k=3,則

U=3×uc=3.9×10-4

六、 標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表

標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度值u(rn)重復(fù)性1.3×10-4u(rn)高精度轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置不確定度2.2×10-5uF分辨力1.2×10-5uc=1.3×10-4Urel=3.9×10-4(k=3)

由于主標(biāo)準(zhǔn)在全量程范圍內(nèi)準(zhǔn)確度等級(jí)均為一個(gè)指標(biāo)，同時(shí)根據(jù)各不確定度來源看重復(fù)性是不確定度主要來源，在(2～80000)r/min范圍內(nèi)均為U=3.9×10-4(k=3)

[1]轉(zhuǎn)速表檢定規(guī)程JJG105-2000，中國計(jì)量科學(xué)研究院

[2]測量不確定度評(píng)定與表示JJF1059-2012,全國法制計(jì)量技術(shù)委員會(huì)