電動(dòng)自行車(chē)電機(jī)測(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)矩示值誤差的測(cè)量不確定度評(píng)定

孫搏 崔堯堯

摘要： 鑒于電動(dòng)自行車(chē)電機(jī)測(cè)功機(jī)作為專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)的檢測(cè)設(shè)備，已被國(guó)內(nèi)大多數(shù)電動(dòng)自行車(chē)生產(chǎn)企業(yè)和專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室廣泛使用，此文依據(jù)JJG（輕工）101-—2018《電動(dòng)自行車(chē)電機(jī)測(cè)功機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范》，介紹了對(duì)電機(jī)測(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)矩示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定方法，以便今后電動(dòng)自行車(chē)電機(jī)測(cè)試工作更好地開(kāi)展。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)自行車(chē);電機(jī)測(cè)功機(jī);不確定度評(píng)定

1 ? ?引言

近年來(lái)，隨著電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)品份額不斷提升，銷(xiāo)售市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，消費(fèi)群體不斷增大，對(duì)電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)品質(zhì)量的要求亦愈發(fā)嚴(yán)格。我國(guó)于2019年4月實(shí)施的電動(dòng)自行車(chē)新國(guó)標(biāo)將電動(dòng)自行車(chē)由生產(chǎn)許可制轉(zhuǎn)為強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證管理，即“3C”認(rèn)證，進(jìn)一步加強(qiáng)了電動(dòng)自行車(chē)的質(zhì)量管理。電動(dòng)自行車(chē)電機(jī)測(cè)功機(jī)是用于電動(dòng)自行車(chē)電機(jī)測(cè)試的關(guān)鍵儀器，其作為專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)的檢測(cè)設(shè)備，已被國(guó)內(nèi)大多數(shù)電動(dòng)自行車(chē)生產(chǎn)企業(yè)和專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室廣泛使用。我國(guó)工信部于2018年10月發(fā)布，并于2018年年底實(shí)施的JJG（輕工）101—2018《電動(dòng)自行車(chē)電機(jī)測(cè)功機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范》，統(tǒng)一了檢測(cè)機(jī)構(gòu)和計(jì)量校準(zhǔn)部門(mén)校準(zhǔn)方法，提高了計(jì)量校準(zhǔn)能力，填補(bǔ)了自行車(chē)行業(yè)專(zhuān)用計(jì)量器具校準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范的空白，依據(jù)此校準(zhǔn)規(guī)范，本文介紹了對(duì)電機(jī)測(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)矩示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定方法。

2 ? ?測(cè)量過(guò)程

2.1 方法依據(jù)：JJG（輕工）101—2018《電動(dòng)自行車(chē)電機(jī)測(cè)功機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范》。

2.2 測(cè)量環(huán)境：實(shí)驗(yàn)室溫度為20±5℃，相對(duì)濕度不大于75%RH。

2.3 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：M1等級(jí)的5 kg砝碼，其質(zhì)量最大允許誤差為±250 mg;力臂杠桿，其長(zhǎng)度誤差為613 mm±0.5 mm，對(duì)稱(chēng)度誤差為±0.25 mm。

2.4 被測(cè)對(duì)象：測(cè)量上限為100 Nm的電機(jī)測(cè)功機(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“測(cè)功機(jī)”）。

2.5 測(cè)量方法：采用比較法，將測(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)矩示值與標(biāo)準(zhǔn)砝碼與力臂杠桿組合產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)扭矩值進(jìn)行比較得到測(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)矩示值誤差[1]。現(xiàn)以30 Nm的測(cè)量點(diǎn)為例進(jìn)行不確定度分析。

3 ? ?數(shù)學(xué)模型

4 ? ?各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評(píng)定

4.1 ? ?輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u（）的評(píng)定

標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u（）是由測(cè)量重復(fù)性引起的，采用A類(lèi)評(píng)定。在測(cè)量過(guò)程中，被測(cè)測(cè)功機(jī)的示值波動(dòng)、溫度特性、零位調(diào)整、示值分辨率等都綜合體現(xiàn)于測(cè)功機(jī)示值的測(cè)量重復(fù)性中，不予重復(fù)考慮。

測(cè)功機(jī)正向與逆向的示值重復(fù)性相同，故取30 Nm測(cè)量點(diǎn)單方向重復(fù)測(cè)量10次，得到轉(zhuǎn)矩xi的測(cè)量列為：29.6 Nm、29.7 Nm、29.6 Nm、29.7 Nm、29.7 Nm、29.6 Nm、29.8 Nm、29.6 Nm、29.7 Nm、29.8 Nm。

4.2 ? ?輸入量m的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u（m）的評(píng)定

標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u（m）是由作為標(biāo)準(zhǔn)的砝碼質(zhì)量引起的，采用B類(lèi)評(píng)定，其中，加速度、空氣密度和砝碼材料密度對(duì)測(cè)量影響很小，可忽略不計(jì)。

已知砝碼質(zhì)量m為5 kg，其最大允許誤差為±250 mg，即±2.5×10-4 kg，則區(qū)間半寬度a = 2.5×10-4 kg，按均勻分布，k = ，則，砝碼的最大允許誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

4.3 ? ?輸入量L的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u（L）的評(píng)定

標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u（L）是由力臂杠桿的長(zhǎng)度誤差和對(duì)中心點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)度誤差引起的，采用B類(lèi)評(píng)定，其中，溫度、材質(zhì)密度對(duì)測(cè)量影響很小，可忽略不計(jì)。

5.2 ? ?標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總

各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總見(jiàn)表1。

5.3 ? ?合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算

因各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量之間是不存在相關(guān)性的，彼此獨(dú)立[2]，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

6 ? ?擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部.JJG（輕工）101—2018，電動(dòng)自行車(chē)電機(jī)測(cè)功機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范[S].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，? ? ? 2018.

[2]國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.JJF 1059.1—2012，測(cè)量不確定度評(píng)定與表示[S].北京：出版者不詳]，2012.