超声波测厚仪厚度不确定度的分析与评定.doc

1、超声波测厚仪厚度不确定度的分析与评定超声波测厚仪厚度测量不确定度的评定与表示1( 概述随着超声波测厚仪器对各类压力容器和压力管道壁厚测定使用逐渐普及，正确的使用超声波测厚仪进行厚度测量，对测定结果依据JJF1059-1999测量不确定度评定与表示进行不确定度分析与评定，就能够准确的确定测量结果可信程度，并对检验结论作出正确的判断。本文依据GB/T11344-2008接触式超声脉冲回波测厚方法测量方法，利用国产CTS-30型超声波测厚仪对厚度约10mm的钢板样品进行厚度测量。在测量前，挑选好与被测量样品相对应的随机校准试块进行测量自校，然后对被测样品进行厚度测量，仪器得到的厚度显示数值再进行示值

2、误差修正后即为被测量样品的厚度值。2( 数学模型, (1) T,T,T 式中 : 样品厚度测量结果，mm;, T 测厚仪进行厚度测量的显示值， mm;测厚仪送校准后相应厚度的示值误差，mm。 ,22222, 方差关系 : (2) u(T),cu(T)，cu(,)c123( 测量不确定度分量,3.1 测厚仪进行厚度测量的显示值引入的不确定度分量，u(T)该不确定度分量由四个部分组成，测厚仪的重复性误差引入的不确定度、测厚仪的仪器精度引入的不确定度、校准试块的尺寸精度引入的不确定度和环境温度引入的不确定度。,(1)测厚仪的重复性误差引入的不确定度，u(T)1用测厚仪对被测样品在同一点上单独连续进行

3、10 次测量，测量厚度数据见下表。xxxxxxx xxx次数 35678910124测量值10.0 10.1 10.0 9.9 10.0 10.1 10.1 9.9 10.1 10.0 (mm)x10.02(mm)根据贝塞尔公式得出 :n2xx(,),i,1i实验标准方差为 :mm s,0.0789n,1s0.0789,u(T),0.025不确定度 mm 1n10,(2) 测厚仪的仪器精度引入的不确定度，u(T)2根据超声波测厚仪说明书给出的容差为?1.0%T，厚度为 10mm时，厚度值 ?0.05mm，均匀分布，取可得出 : k,31.0%，10.02 ，0.05,u(T),0.0867 m

4、m 23,(3)校准试块的尺寸精度引入的不确定度，u(T)3根据校准试块说明书给出的尺寸精度，厚度为10mm时，误差为?0.02mm，均匀分布，取可得出: k,30.02,u(T),0.0115 mm 33,(4)环境温度引入的不确定度分量，u(T)4在常规的环境温度条件下对测量结果影响微小，因此, u(T),04所以，测厚仪进行厚度测量的显示值引入的不确定度分量为:2222222,mm u(T),u(T) ，u(T) ，u(T) ，u(T),0.025，0.0867 ，0.0115 ，0,0.0911234,T 灵敏系数 : c,11,T3.2 测厚仪送校准后相应厚度的示值误差引入不确定度分

5、量，u(,)根据超声波测厚仪的校准证书，当测量厚度为10mm时，示值误差为 +0.2mm，不确定度为 mm，正态分布，可得出: U,0.032k,2.260.032 mm u(,),0.01422.26, 灵敏系数 : c,12,T 4( 不确定度分量表灵敏系数合成不确序来源 标准不确定度 分布类型()定度 () uc号 ic, u(T)仪器厚度测量示值0.0912mm 1, u(T) 重复性 0.026mm 正态 11, u(T) 仪器精度 0.0867mm 矩形 0.092mm 2, u(T) 校准试块尺寸精度 0.0115mm 矩形 3u(,) 2仪器校准误差 0.0142mm 正态 -

6、1 5(测量结果根据公式 (1) ，被测钢板厚度值为, mm T,T,10.02,0.2,9.82 6( 合成不确定度， u(T) c根据公式 (2) ，以下各个不确定度分量彼此独立无关，则:22222222,mm u(T),cu(T) ，cu(,),1，0.091 ， (,1) ， 0.0142,0.092c127( 扩展不确定度根据“不确定度分量表”中不确定度分量的分布情况，矩形分布的不确定度分量比重明显占优，因此合成后测量结果为矩形分布估计，在置信概率时，取置信因子，于是 p,95%k,3 ， 95%,1.6595mm U,k， u(T),1.65，0.092,0.159595c8( 测量不确定度报告CTS-30型超声波测厚仪测定被测钢板样品厚度为mm。T,(9.82,0.15)其中扩展不确定度 mm是由标准不确定度mm乘以包 U,0.15u,0.09295c含因子得到的，被测量结果以矩形分布估计。k,3959( 参考文献9.1 JJF 1059-19