能量發生器的撞擊元件質量測量方法及能力驗證分析研究

郭貴勇 薛金

摘 要：介紹了彈簧沖擊錘校準裝置能量發生器的工作原理、應用范圍及技術參數，分析了測量方法，并建立了關鍵技術指標之一的撞擊元件質量的校準結果的數據模型，分析各不確定度分量主要來源，結合測量實例具體數據，對其合成不確定度進行分析評定，對各不確定度分量進行計算并得出合成不確定度和擴展不確定度，最終可得出該檢測項目的校準和測量能力（CMC），為第三方檢測機構、國家出入境管理部門以及電器相關的科研院所提供強有力的技術支撐。

關鍵詞：彈簧沖擊錘 能量發生器 撞擊元件 測量方法 校準和測量能力（CMC）

中圖分類號：TH871 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）12（a）-00-02

Abstract：This paper introduces the working principle， application range and technical parameters of spring impact hammer calibrator energy generator， analyzes the measuring method， and establishes the data model of the calibration results of the mass of the impact， analyzes the main sources of the uncertainty components， and combines the data of the measurement example. The synthetic uncertainty is analyzed and evaluated， the components of the uncertainty are calculated， and the synthetic uncertainty and the extended uncertainty are obtained. Finally， the calibration and measurement capability of the test item （CMC） can be obtained. Overall， This paper can provide strong technical support for third-party inspection agencies， national entry-exit administration departments and electrical related research institutes.

Key Words：Spring Impact Hammer； Energy Generator； Impact element； Measurement Method； CMC

彈簧沖擊錘是校準裝置是實驗室的專用裝置，用于對彈簧沖擊錘進行校準，它是根據IEC 60065-2-75和 GB 2423.55標準附錄B的要求設計制造的，適用于第三方檢測機構、國家出入境檢驗檢疫管理部門及電器相關的科研院所的各種用途。而其能量發生器是用于對彈簧沖擊錘校準裝置進行校準，以確保彈簧沖擊錘校準裝置的計量準確、可靠，其關鍵技術指標之一的撞擊元件質量：（0～500）g ，U=0.1g，k=2。本文通過對撞擊元件質量的測量方法及數據處理的分析評定，在驗證測量能力的同時，也是充分體現出采用計量技術為我國相關領域的計量可靠性提供強有力的技術支撐。

1 測量方法

依據《能量發生器校準規范》，在環境溫度為（20±10）℃、相對濕度≤85%、電子天平（最大秤量：1000g，高準確度級）；鋼卷尺（量程（0～5）m，Ⅱ級）。

在規定條件下，用鋼卷尺測量能量發生器撞擊元件跌落高度刻度位置100mm、200mm、300mm、400mm、500mm的刻度點，記錄下測量結果，重復該過程3次，取其平均值為能量發生器的跌落高度值；用電子天平稱量撞擊元件質量，連續進行3次，取其平均值為撞擊元件質量值。

2 測量模型

式中：m為能量發生器撞擊元件質量，m為能量發生器撞擊元件質量三次測量值的平均值。

3 不確定分析評估

3.1 標準不確定度評定

輸入量m的標準不確定度u（m）的評定：其不確定度來源主要是測量重復性引入的不確定1度u1（m），可以A類方法評定u1（m）；電子天平準確度引入的不確定度u2（m），可以B類方法評定u2（m）。

（1）選取一能量發生器，用電子天平測量其元件質量，連續3次，得到測量列為：250.0g，250.0g，250.0g。其所求

的平均值：；單次實驗標準偏差：極

差法計算（系數C=1.69）：s=0/1.69=0，實際測量中是在重復性條件下測量3次，取其算術平均值為測量結果，則

（2）電子天平為高準確度級，在250g測量點其示值最大允許誤差為±0.05g，估計為均勻分布，其引入的標準不確定度為：。將u1（m）與u2（m）兩項

合成，則u（m）。

3.2 合成標準不確定度的評定

標準不確定度匯總表如表1所示。

合成標準不確定度的計算：uc（m）=uc（m）=0.03g。

3.3 擴展不確定度的評定

取包含因子k=2，則U=k·uc=0.1g。

4 結語

按照以上分析評估結果，能量發生器撞擊元件質量測量結果擴展不確定度為uc=0.1g，它是由合成標準不確定度uc=0.03g和包含因子k=2之乘積得到。該結果是作為表征合理賦予被測量值的分散性，也表明該檢測項目的校準和測量能力撞擊元件質量測量點：（250～500）g，U=0.1g，k=2。

參考文獻

[1] 國家質量監督檢驗檢疫總局.JJF 1059.1-2012，測量不確定度評定與表示[S].北京：中國質檢出版社，2012.

[2] 國家質量監督檢驗檢疫總局.JJF 1094-2002，測量儀器特性評定[S].北京：中國計量出版社，2003.

[3] 國家質量監督檢驗檢疫總局.GB/B T27025-2008，檢測和校準實驗室能力的通用要求[S].北京：中國標準出版社，2008.