电子式万能机不确定度评定

KJL/QCBP107-2003电子式万能试验机负荷示值误差

测量结果的不确定度评定编制：海宁审核：杨志刚批准：克尤木2003年2月14日发布2003年2月14日实施喀什地区计量检定所电子式万能试验机负荷示值误差测量结果的不确定度评定概述1.1测量方法：依据JJG475—2008《电子式万能试验机检定规程》1.2环境条件：温度（20±10）°C温度波动不大于2°C/h。1.3测量标准：0.3级标准测力仪，相对扩展不确定度U=0.15%,年稳定度为土0.3%。951.4被测对象：电子式万能试验机（以下简称试验机），测量范围为1000kN以下，相对最大允许误差为±1.0%。在规定环境条件下，使用试验机对标准测力仪施加负荷至测量点。可得到与标准力值相对应的试验机负荷示值，该过程连续进行3次，以3次示值的算术平均值减去标准力值之差，即得该测量点试验机的示值误差。在符合上述条件且测量范围在1000kN以下的试验机，一般可直接使用本不确定度的评定结果。其它可使用本不确定度的评定方法。建立数学模型AF二F-f1+K（t„t）］s0式中：AF—试验机的示值误差；F—试验机3次示值的算术平均值；F—标准测力仪的标准力值；sK—温度修正系数；t—检定试验机时环境温度；t—检定标准测力仪时环境温度。0RAFc二 =—FK=-0.054kN/C3Rt sdAF~dF~=-dAF~dF~=-11+K€-t)]=-1.00540RAF~dK=-F€-1L-3000kNCs0其中：KC,取F=200kN,t=30°C,t=15°C。s02「RAF /厂「2「RAF_2「RAF…[rf-u(Fs)<…_Rt-u(t)…[rk-u(K)<2u2(2u2(AF)==L-u(F)1+lc-u(F)1+lc-u(t)1+\c-u(K)11 2s3 4全部输入量的标准不确定度评定及其相应自由度F的标准不确定度u(F)的评定输入量F的不确定度来源主要是试验机的重复性，可以通过连续测量得到测量列,采用A类方法进行评定。对一台lOOOkN的试验机，选择最大量程的20%作为测量点，连续测量10次，得到测量列如表1所示。表1单次测量值序号(i)12345678910示值(kN)200.2其算术平均值F=-€f=200.44JNni

i=1单次实验标准差「€(F—F)2

s= =0.23kNn—1任意选择3台同类型试验机每台分别在满量程的20%,40%,80%负荷点进行测试。每点在重复性条件下连续测量10次，共得到9组测量列，每组测量列分别按上述方法计算得到单次实验标准差如表2所示。表2m组实验标准差计算结果检测点20%量程40%量程80%量程单位(kN)200400800实验标准差si(kN)s1s4s3s2s5s6s 3 s 6 s 9 合并样本标准差为s= —€s2=0.21kNpmjv j=1自由度为V-=m(n—1)=81自由度为€(€(s，s)2因为„= m，1s

因为„= m，1TOC\o"1-5"\h\zsj\ m，1 4 p实际测量情况，在重复条件下连续测量3次，以该3次测量值的算术平均值作为测量结果，可得到s 0.21Nu(F)=.宁= =0.121kNF的标准不确定度U(F)的评定' 、s输入量F的不确定度主要来源于标准测力仪。可根据检定证书给出的相对扩展不s

确定度，年稳定度评定，即B类方法进行评定。标准测力仪检定证书给出的相对扩展不确定度U=0.15%,包含因子k=1.98，年稳95定度为±0.3%，估计为均匀分布，取包含因子k二込。在测量点200kN处，标准不确定度为u€F），—（200kN），0.15%（200kN），0.15kNTOC\o"1-5"\h\zk 1.98u€F），—（200kN），（200kN），0.35kNk v-'3u€F），Ju€F）2„u€F）2，、（0.15D+（0.35D，0.38kNS 1 2 L估计…uq为0.10,则自由度为v，50。u\F） fsSt的标准不确定度u（t）的评定输入量t的不确定度主要为测量过程中的实验室温度波动温度计的示值误差可忽略，实验室温度波动不大于2°C/h,故a=2°C。按均匀分布，取k=*3，得标准不确定度为/、 — 2°C—u（t）， —，一1.16C估计…u€t）为0.10则自由度为v，50。u（t丿 tu（k）的评定温度修正系数K由于修约而导致的不确定度,a为/C，按均匀分布，取k=、£u(u(K)，一2.89x10-5/C估计…7*）为0.10,则自由度为/，50。u（K丿 k标准不确定度汇总表输入量的标准不确定度汇总于表3表3标准不确定度汇总表标准不确定度分量不确定度来源标准不确定度C.ic-u(x)i ivu(F)被检器具的重复性181u(Fs)，Vu(F)2+u(F)212u（F1）：证书给出的不确定度u（F2）：证书给出的年稳定度0.38kN(200)0.38kN(200)50u(t)温度波动的不确定度C50u(K)温度修正系数由于修约而导致的不确定度X10-5/°C-3000kN・C505合成标准不确定度评定5.1合成标准不确定度的计算输入量F、F、t与K彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按(1)式计算得到：u2(AF)，L„u(F)l+\c„u(F)1+\c„u(t)1+\c„u(K)1c 1 2 3 4^.■'0.122+0.382+0.0632+0.0872,0.41kNveff的计算v=「 _] uJA])effL•u(F)]lc„u(F)1L„u(t)1L„u(K)1TOC\o"1-5"\h\z1 +—2 S+—3 +4—v_ v v vF Fs t K0404 =61q500.124 0.384 0.0634 0.0874+++\o"CurrentDocument"81 50 50 50扩展不确定度的评定取置信概率p=95%，按有效自由度veff=50,查t分布表得到kp=t95扩展不确定度u95为U95=t95(50)•uc(△F)=2.01x0.41kN=0.82kN在20%量程处，相对扩展不确定度为U95rel=0.82kN/(21%同理可计算出40%处：U95rel=0.38% v=5080%处：U95rel=0.38% v=50为了保守起见，用U95r；=0.41%来代替所有测量点的相对扩展不确定度。测量结果不确定度的报告与表示上述分析及计算按JJF1059—1999“测量不确定度评定与表示”进行。得到电子式万能试验机示值误差测量结果的相对扩展不确定度为：U95rel=0.41% v=50校准测量能力8.1测量方法：选择1台较稳定，重复性好的电子式万能试验机，测量范围为lOOOkN以下，相对最大允许误差为±1.0%。选择满量程的20%(200kN)、40%(400kN)、60%(600kN)、80%(800kN)、100%(1000kN)负荷点进行测试，每点在重复性条件下连续测量10次并上述方法、步骤得到每个校准点输入量、输出量的A类、B类不确定度及扩展不确定度，汇总后得到8.2一览表。

8.2各校准点的最佳校准能力评定一览表校准点10次测量结果(kN)不确定度分量u(F)(kN)不确定度分量u(F)/u(t)/u(K)(kN)合成不确定度uc(△F)(kN)最佳校准测量能力U(kN)包含因子k20%(200kN)0.030.3863870.390.78240%(400kN)400.2,400.3,400.2,400.2,400.2,400.2,400.2,400.0.390.78260%(600kN)600.2,600.3,600.2,600.2,600