扭矩扳子測量結果的不確定度評定

高倩

摘要：本文對扭矩扳子測量結果的不確定度進行了評定，建立了數學模型，分別分析了A類評定分量和B類評定分量，最后合成了標準不確定度，并最后表述了結果報告。

關鍵詞：不確定度；測量方法；誤差；分量；扭矩；重復性

1測量過程簡述

1.1測量依據

依據JJG707-2014《扭矩扳子檢定規程》。

1.2環境條件

溫度（10～30）℃，相對濕度不大于85%。

1.3測量標準

0.3級扭矩扳子標準檢定裝置。

1.4被測對象

扭矩板子，測量范圍為（20-100）N·m。

1.5測量方法

在規定的環境條件下，對20N·m、60N·m、100N·m的扭矩扳子檢定點進行不確定度分析，連續測量10次。

1.6評定結果的使用

凡符合上述條件的測量，一般可以直接使用本不確定度的評估方法。測量范圍為（0-100）N·m的1級及以下的扭矩扳子的檢定結果可以使用本不確定度的測量結果。

2數學模型

式中：e—扭矩扳子在測量點的示值誤差；MM—扭矩扳子在測量點的標稱值；

—扭矩扳子標準器相對應被測扭矩扳子動作指示是測量值的算術平均值。

3各輸入量的標準不確定度分量的評定

3.1輸入量 MM的標準不確定度 的評定

主要不確定度的來源是用扭矩檢定裝置對其校準時所得名義值與約定真值的誤差，用允許誤差限W表示（標準器示值的重復性對測量結果的影響可以忽略）。由此按下列方法進行此分項的標準不確定度評定。標準器示值誤差限為±0.3%，按均勻分布規律計算在測量點的此分項標準不確定度值，用B類方法進行評定，計算式：

=0.069N·m（對應檢測點為40N·m）

=0.139 N·m（對應檢測點為80N·m）

=0.208 N·m（對應檢測點為120N·m）

=0.277 N·m（對應檢測點為160N·m）

=0.346 N·m（對應檢測點為200N·m）

3.2 的標準不確定度 的評定

此輸入量的不確定度來源包括被測對象的報響動作時扭矩值不確定性，測量過程中被測對象的溫度特性、標準器的示值重復性及其零位調整、示值分辨力、標準器與被測對象連接過程的附加響應等，以及測量人員讀數過程的影響，綜合體現于對該扳子測量示值的測量重復性中。

這里使用合并樣本標準偏差作A類不確定度評定，在檢定儀上對扭矩扳子在檢定點40 N·m、80N·m、120 N·m、160N·m、200N·m分別做10次重復測量，所得測量示值如下：

單次試驗標準差計算公式為：

規程要求，在重復性條件下連續測量3次，以該3次測量值的算術平均值作為測量結果：

4合成標準不確定度及擴展不確定度的評定

4.1靈敏系數

靈敏系數c1= =-1 c2= =1

4.2輸入量的標準不確定度匯總表：

4.3合成標準不確定度計算

輸入量 和 彼此獨立不相關，合成標準不確定度：

40= =0.097N·m； 80= =0.162N·m； 120= =0.227N·m； 160= =0.263N·m； 200= =0.375N·m

4.4 擴展不確定度的評定

取包含因子k=2，則擴展不確定度U為：U40 =kuc=2×0.097N·m=0.194 N·m；U80 =kuc=2×0.162N·m=0.324 N·m；U120 =kuc=2×0.227N·m=0.454 N·m；U160 =kuc=2×0.263N·m=0.526 N·m；U200 =kuc=2×0.375N·m=0.750 N·m

則：相對不確定度為：

U40= =0.49%；U80= =0.41%；U120= =0.38%；U160= =0.33%；U200= =0.38%

5測量不確定度的報告與表述

此次扭矩扳子的檢定結果的不確定度為：

檢定點40N·m：U40=0.49%，k=2；檢定點80N·m：U80=0.41%，k=2

檢定點120N·m：U120=0.38%，k=2；檢定點160N·m：U160=0.33%，k=2

檢定點200N·m：U200=0.38%，k=2

參考文獻

[1]JJG707-2014《扭矩扳子檢定規程》

（作者單位：衡水市質量技術監督檢驗院）