生絲抱合測(cè)試儀測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定示例、參考技術(shù)要求

1、附錄 C生絲抱合測(cè)試儀測(cè)量不確定度評(píng)定示例C.1 張力重錘質(zhì)量（砝碼 +托盤(pán)）測(cè)量不確定度的評(píng)定概述生絲抱合測(cè)試儀張力重錘質(zhì)量的校準(zhǔn)操作：將張力重錘（砝碼+托盤(pán)）從儀器上取下，放電子天平上直接稱量，記下電子天平讀數(shù)，重復(fù)測(cè)量2 次，兩次測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值為張力重錘質(zhì)量。測(cè)量模型W P(C1-1)式中：W 張力重錘質(zhì)量，單位： gP電子天平秤出的質(zhì)量，單位：g張力重錘質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度可由式C1-2 計(jì)算：uc2 (W ) c2 (P)u 2 (P)（C1-2)靈敏系數(shù)： c( P) 1(C1-3)輸入量 P 標(biāo)準(zhǔn)不確定度來(lái)源分析輸入量 P 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u( P) 來(lái)源主要是測(cè)量重復(fù)性引起

2、的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng) u1( P)（A 類(lèi)評(píng)定）、電子天平最大允許誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng) u2 ( P) 和電子天平分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u3 (P) （B 類(lèi)評(píng)定）。測(cè)量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng) u1 (P) 的評(píng)定為了獲得重復(fù)性測(cè)量不確定度，用電子天平重復(fù)測(cè)量10 次張力重錘質(zhì)量，得到一測(cè)量列（單位： g）：201.06 、201.06 、201.06 、201.06 、201.05 、201.05 、201.06 、 201.06 、201.06 、201.06 。則單次測(cè)量結(jié)果的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差sp 為：10單次平均值Pi 1Pi(C1-4)201.06g1010(PiP)2單次

3、標(biāo)準(zhǔn)差Spi 10.0047g(C1-5)101校準(zhǔn)時(shí)，該張力重錘質(zhì)量的實(shí)測(cè)值在重復(fù)性條件下連續(xù)測(cè)量2 次 ( n2) ，則被校張力重錘質(zhì)量測(cè)量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：Sp0.0047(C1-6)u1( P)0.003 gn2C.1.3.2 電子天平最大允許誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)u2 ( P) 的評(píng)定依據(jù) JJG 1036-2008 電子天平檢定規(guī)程，在200g 時(shí)電子天平最大允許誤差 MPE1.0e0.1g ，即 a0.1g ，在區(qū)間內(nèi)服從均勻分布，包含因子 k3 ，則電子天平在200g 校準(zhǔn)點(diǎn)最大允許誤差引起的示值標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2 (P) ：a0.10.058g(C1-7)u2 (P

4、)3kC.1.3.3 電子天平分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u3 (P) 的評(píng)定電子天平分辨力d=0.01g, 服從均勻分布，包含因子 k3 ，則由天平分辨力引入的不確定度為：u (P)a0.01 0.006g(C1-8)3k3C.1.3.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總各分量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總?cè)绫鞢1-1 所示。表 C1-1標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總一覽表序號(hào)不確定度來(lái)源符號(hào)類(lèi)別分布靈敏系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)不確定度 (g)1測(cè)量重復(fù)性u(píng)1 (P)A正態(tài)10.0032電子天平最大允許誤差u2 (P)B均勻13電子天平分辨力u3 (P)B均勻10.006C.1.4輸入量 m 標(biāo)準(zhǔn)不確定度來(lái)源計(jì)算u(P)u12 ( P)u22

5、( P)u32 ( P)(C1-9)0.00320.05820.00620.0034090.058由此得張力重錘質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：uc (W)u( P)0.058g擴(kuò)展不確定度的評(píng)定取包含因子 k2 ，擴(kuò)展不確定度為：U k uc測(cè)量結(jié)果不確定度的報(bào)告與表示張力重錘質(zhì)量測(cè)量擴(kuò)展不確定度為：U0.12g k2 。C.2摩擦刀架往復(fù)行程測(cè)量不確定度的評(píng)定概述生絲抱合測(cè)試儀摩擦刀架往復(fù)行程的校準(zhǔn)操作：接通電源， 開(kāi)啟儀器，讓摩擦刀架在低速狀態(tài)下做往復(fù)運(yùn)動(dòng)（速度越低越好），當(dāng)摩擦刀架移動(dòng)至兩端極限位置時(shí)，在導(dǎo)軌上做好其位置標(biāo)記d1、 d2 ，用游標(biāo)卡尺測(cè)量出標(biāo)記d1、 d2 間的距離 D 和摩擦刀架

6、基座的寬度 M ，按公式 (C2-1) 計(jì)算出摩擦刀架往復(fù)行程 L 。重復(fù)測(cè)量 2 次，兩次測(cè)量結(jié)果的算數(shù)平均值作為摩擦刀架往復(fù)行程。測(cè)量模型L D M (C2-1)式中：L 摩擦刀架往復(fù)行程，單位：mmD 標(biāo)記 d1、d2 間的距離，單位： mmM 摩擦刀架基座寬度，單位mm由于摩擦刀架基座寬度M （實(shí)測(cè)是 45mm）是一固定值，為常量，數(shù)顯游標(biāo)卡尺與摩擦刀架彼此獨(dú)立， 互不相關(guān)，因此，摩擦刀架往復(fù)行程的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：uc2 (L)c2 (D )u2 ( D ) (C2-2)靈敏系數(shù)： c( D ) 1(C2-3)輸入量 D 不確定度來(lái)源分析評(píng)定輸入量 D 不確定度來(lái)源分析a·測(cè)

7、量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)u1( D )b·游標(biāo)卡尺示值誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)u2 ( D )c·游標(biāo)卡尺分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3 ( D ) 。輸入量 D 不確定度的評(píng)定輸入量 D 測(cè)量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1( D ) 的評(píng)定可采用連續(xù)重復(fù)多次測(cè)量直接求出標(biāo)準(zhǔn)不確定度，即采用 A 類(lèi)方法進(jìn)行評(píng)定。在重復(fù)性條件下用數(shù)顯游標(biāo)卡尺直接測(cè)量出兩標(biāo)記12間的距離D ，連d、 d續(xù) 10 次測(cè)量得到一測(cè)量列（單位：mm），詳見(jiàn)表 C2-1表 C2-1兩標(biāo)記 d 、 d間距離連續(xù)10 次測(cè)量結(jié)果表（單位： mm）：12序號(hào)12345678910距離 D135.2113

8、5.15135.28135.25135.12135.31135.18135.26135.20135.16單次平均值：10(C2-4)DDii 1135.212mm10單次測(cè)量結(jié)果的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差sp 為：102Spi 1 ( DiD )(C2-5)1010.0616mm2 間的距離 D 測(cè)量次 ( n2) ，所以，測(cè)在實(shí)際校準(zhǔn)操作中，兩標(biāo)記12d 、d量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：u1( D )Sp0.06160.044mm (C2-6)n2數(shù)顯游標(biāo)卡尺示值誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)u2( D )的評(píng)定根據(jù)檢定證書(shū)/ 校準(zhǔn)證書(shū)給出的數(shù)顯游標(biāo)卡尺最大允許誤差為±0.03mm，即a0.03m

9、m，在區(qū)間內(nèi)服從均勻分布，即包含因子k3 ，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2( D )：u2a0.03( D )0.0173 0.017mm(C2-7)k3C.2.3.2.3游標(biāo)卡尺分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3( D ) 的評(píng)定數(shù)顯游標(biāo)卡尺分辨力為=0.01mm，則由分辨力引入的不確定度為：u3 (D )0.290.29 0.010.00290.003mm (C2-8)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總由于數(shù)顯游標(biāo)卡尺與生絲抱合測(cè)試儀彼此獨(dú)立，互不相關(guān)，標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1( D ) 、 u2 ( D ) 和 u3 (D ) 也相互獨(dú)立，各分量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總?cè)绫鞢2-2。表 C2-2標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總一覽表序號(hào)不確定度

10、來(lái)源符號(hào)類(lèi)別分布靈敏系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)不確定度 (mm)1測(cè)量重復(fù)性u(píng)1 ( D )A正態(tài)10.0442數(shù)顯游標(biāo)卡尺示值誤差u2 (D )B均勻10.0173數(shù)顯游標(biāo)卡尺分辨力u3 ( D )B均勻10.003輸入量 D 標(biāo)準(zhǔn)不確定度來(lái)源計(jì)算u( D)u12 ( D)u22 (D )u32 (D )0.04420.01720.0032=0.047mm(C2-9)由此得摩擦刀架往復(fù)行程的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：uc( D)u( D )0.047mm擴(kuò)展不確定度的評(píng)定取包含因子 k2 ，擴(kuò)展不確定度為：Ukuc ( D )20.0470.0940.09mm (C2-10)測(cè)量結(jié)果不確定度的報(bào)告與表示生絲抱合測(cè)試儀摩擦

11、刀架往復(fù)行程測(cè)量擴(kuò)展不確定度為：U0.09mm k2。C.3.摩擦刀架往復(fù)速度測(cè)量不確定度的評(píng)定概述生絲抱合測(cè)試儀摩擦刀架往復(fù)速度的校準(zhǔn)操作：?jiǎn)?dòng)儀器，將摩擦刀架往復(fù)速度調(diào)整到 130 次/ 分（ GB/T1798要求）后，按計(jì)數(shù)器復(fù)位按鈕，同時(shí)啟動(dòng)電子秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)數(shù)器顯示 130 次時(shí)，按停電子秒表，記下電子秒表的讀數(shù)t和計(jì)數(shù)器的次數(shù) n ，按公式計(jì)算摩擦刀架往復(fù)速度V 。重復(fù)測(cè)量 2 次，兩次測(cè)量結(jié)果的算數(shù)平均值作為摩擦刀架往復(fù)速度。測(cè)量模型v n 60 (C3-1) t式中： v 摩擦刀架往復(fù)速度，單位：次/minn 摩擦刀架往復(fù)次數(shù)，單位：次t 摩擦刀架往復(fù) n次所需的時(shí)間，單位

12、： s電子秒表與生絲抱合測(cè)試儀彼此相互獨(dú)立， 互不相關(guān)，所以，摩擦刀架往復(fù)速度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)不確定度：222(v)vu2(n)vu2(t)ucnt22靈敏系數(shù)：vn22uc vu nvn1u ttv 1t2ucrel2 (v)ucrel2 (t )ucrel2 (n) (C3-2)標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定計(jì)數(shù)器輸入量 n 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定計(jì)數(shù)器輸入量 n 表示摩擦刀架往復(fù)的實(shí)際次數(shù)，在實(shí)際校準(zhǔn)操作中，是以測(cè)量摩擦刀架往復(fù)次數(shù)n =130 次所需要的時(shí)間，它輸入的是一個(gè)已知數(shù)，是常量。因此，輸入量的的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ucrel (n)0 (C3-3)輸入量 t 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定不確定度來(lái)源分析時(shí)間輸入量

13、t 標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ut 由下不確定度分量構(gòu)成：(1) 重復(fù)性測(cè)量引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng) ut1 （ A 類(lèi)評(píng)定）(2) 電子秒表示值誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng) ut 2 （ B 類(lèi)評(píng)定）(3) 電子秒表分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ut 3 （ B 類(lèi)評(píng)定）(4) 校準(zhǔn)人員操作反應(yīng)能力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ut 4 （ B 類(lèi)評(píng)定）標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定（ 1）測(cè)量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)ut 1 的評(píng)定用電子秒表連續(xù)測(cè)量10 次摩擦刀架往復(fù)運(yùn)動(dòng)n=130 次需要的時(shí)間，得到一測(cè)量列見(jiàn)表 C3-1表 C3-1 連續(xù)測(cè)量10 次摩擦架往復(fù)運(yùn)動(dòng)n=130 次需要的時(shí)間（單位：s）12345678910t6

14、0.2259.9060.1560.0860.1259.9660.1860.1260.0560.0710單次平均值tti60.085 s(C3-4)i 110單次測(cè)量結(jié)果的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差sv 為：102i 1(tit)St100.097 s (C3-5)1在實(shí)際校準(zhǔn)操作中，取兩次讀數(shù)的平均值為測(cè)量結(jié)果，所以u(píng)t 12St0.0970.069s(C3-6)n 2（ 2） 電子秒表示值誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng) ut 2 的評(píng)定根據(jù)檢定證書(shū)或校準(zhǔn)證書(shū)給出的電子秒表最大允許誤差為±0.10s ，即a0.10s，在區(qū)間內(nèi)服從均勻分布，即包含因子k3 ，則電子秒表最大允許誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ut

15、2 ：a0.100.058s (C3-7)ut 2k 3(3) 電子秒表分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ut13 的評(píng)定電子秒表分辨力為 0.01s ，故電子秒表分辨力引入的不確定度為：ut 30.290.29 0.010.00290.003s(C3-8)（ 4）校準(zhǔn)人員操作反應(yīng)能力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ut 14 的評(píng)定根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，校準(zhǔn)人員操作反應(yīng)能力大約在0.20s, 取 a0.20s ，服從均勻分布，即包含因子 k3 ，故操作人員反應(yīng)誤差引入的不確定度為：ut 4a0.20k0.116s (C3-9)3C.3.3.2.3 計(jì)時(shí)器輸入量 t 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總見(jiàn)表C3-2表 C3-2標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

16、匯總序號(hào)不確定度來(lái)源符號(hào)類(lèi)別分布靈敏系數(shù)1測(cè)量重復(fù)性u(píng)t1 (t)A正態(tài)12電子秒表示值誤差ut 2 (t)B均勻13電子秒表分辨力ut 3 (t )B均勻14操作人員反應(yīng)誤差ut 4 (t)B均勻1計(jì)時(shí)器輸入量 t 標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算utut12 ut 22ut 32ut 42 (C3-10)0.06920.05820.00320.11620.147s標(biāo)準(zhǔn)不確定度(s)0.0690.0580.0030.116電子秒表在校準(zhǔn)點(diǎn)引起的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：ucrel(t)ut 100%0.147 100% 0.245%t60.085(C3-11)C.3.4 合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ucrel (v)ucrel (n)0 ， ucrel ( t)0.245%根據(jù) ucrel2(v) ucrel2