秒表测量误差测量不确定度的评估.pdf

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1、6.6秒表测量误差测量不确定度的评估661概述661.1测量依据：JJG237-2010秒表检定规程6.6.1.2计量标准：主要计量标准为时间检定仪，时间间隔测量范围199999 s。表1实验室的计量标准器和配套设备序号设备名称技术性能61时间检定仪6.6.1.3被校对象:类别分辨力（s）测秒度盘（S）量分度盘（min）占时走时（h）(199999 sU=1.55X 10 XT+0.0092S, k=2表2被校准的机械秒表和电子秒表的分类机械秒表电子秒表0.0132/0.0264/0.13015、30/0.26030、60/0.01走时：10走时：1016.6.1.4测量方法：6.6.1.4.

2、1机械秒表测量误差的测量方法：按被校机械秒表的秒度盘和分度盘的满刻度值 两个校准点进行校准，对每一被校准测量点测量3次，按下式（1）计算每次的测量误 差，按（2）式取其中误差最大的作为校准结果。TiT ToT式中：T每次的测量值；To -时间检定仪给出的标准值；Ti每次测量得到的测量误差；（1）（ ）2Ti MaxT校准结果给出的测量误差。6.6.1.4.2电子秒表测量误差的测量方法：对电子秒表的测量误差选择10s 10min 1h三个校准点进行校准，对10s 10mi n两个受校点测量3次，1h受校点测量2次，按下式（1）计算每次的测量误差，按（2）式取其中误差最大的作为校准结果。661.5

3、环境条件1）环境温度:（205）C，校准过程中温度变化不超过2C；相对湿度（6515）%;2）周围无影响仪器正常工作的电磁干扰和机械振动；3）电源电压在额定电压的土10%，50Hz。6.6.2数学模型式中：T机械秒表、电子秒表走时示值测量误差；Ti被校机械秒表、电子秒表每次走时测量值;To时间检定仪给出的标准时间间隔值。i测量次数，一般为3次，当电子秒表测量1h点时，为2次。663不确定度传播率ul( T)討(丁)c；u (T)式中，灵敏系数 c,T/ Ti 1，c2T/ To126.6.4机械秒表、电子秒表测量误差标准不确定度的评定6.6.4.1输入量To的标准不确定度标准设备时间检定仪标准

4、装置的扩展不确定度为Uo=1.55X 10 XT+0.0092S, k=2则将校准点3s,对应的标准时间T0的扩展不确定度为6U0=1.55X 10 X3s+0.0092s=0.0092 k=2;则该标准引起的标准不确定度分量为：uT。)土0.0092s60.0046s。k 26.642输入量Ti的标准不确定度以被校机械秒表、分辨力0.01s校准点3s为例1)示值重复性引起的不确定度:校准3s测量点， 共进行3次的重复测量， 极差为0.005s,则单次测量的重复性为 s(Ti)dn 1.6930.005s0.00295s 0.0030s。因测量误差为取最大的单次测量误差，则A类标准不确定度分量

5、为单次测量的重复性为：u(TiJs(Ti)0.0030s。2)读数误差引起的不确定度：由被校准机械秒表的分辨力引起的，采用B类标准不确定度评定。已知分辨力为0.01s则不确定度区间半宽度为0.005s按均分布计算，0.005su(Ti2)0.00289sJ3由于重复性分量包含了人员读数引入的不确定度分量，为避免重复计算，只计算最大影响量 u(TG，舍弃u(Ti2)。6.6.5合成标准不确定度6.6.5.1主要标准不确定度汇总表3不确定度来源ai(s)ki标准不确定度分量ui标准时间检定仪的输出值T0被校机械秒表示值重复性Ti1665.20.0092s0.0030s210.0046s0.0030

6、s合成标准不确定度计算以上各项标准不确定度分量互不相关的，所以合成标准不确定度为：uC2( T) c1u (Ti1) cfu (T0) (0.0030s) (0.0046s) 0.00003016uc( T) 0.00549s22222665.3扩展不确定度计算 因主要分量中 T。和Tii可视为正态分布,P 95%时，可取 k 2，贝UUkuc( T) 2 0.00549 0.011s6.6.6对使用时间检定仪对机械秒表、电子秒表测量误差的测量不确定度的评估6.6.6.1根据JJG237-201秒表检定规程的规定0.01s分辨力的机械秒表常规校准应按表2的测量点进行校准，即校准3& 2min两

7、个点，其测量不确定度见下表4不确定度分量(s)U(s)分辨力校准点Uc( T)u仃0)U(TiJk 20.01s3s2min0.00460.00470.00300.00300.005490.007540.0110.0116.6.6.2当校准不同分辨力的机械秒表，不确定度分量中重复性引起的不确定度分量u(Ti1)、读数误差引起的不确定度分量u(Ti2)将发生变化，而标准时间检定仪随校准点时间间隔的不同而变化。因此，当校准分辨力为为：不确定度分量(s)分辨力校准点0.02s、0.1s、0.2s的机械秒表时，测量不确定度表5u仃0)0.00460.00480.00460.00530.00600.00

8、460.00600.0074uE00.0059000.029500.02950.0595不确定度分量(s)uE)0.00580.00580.02890.02890.02890.05770.05770.0577uc( T)0.007480.007540.02930.02940.03010.05790.05800.0600U(s)k 20.0150.0160.0590.0590.0610.120.120.120.02s6s4min30s0.1s15 min30 min60s0.2s30 min1h同理，电子秒表的测量不确定度评估为分辨力校准点表6uE)0.0029u仃0)0.0046uE0uc( T)0.00544U(s)k 20.0110.01s10s10 min1 h0.00510.007400.00890.00290.00290.005890.01160.0120.024667校准和测量能力1）虽然0.01分辨力的机械秒表是使用时间检定仪可校准的最佳被校机械秒表，测量范围不能全覆盖，因此，需要对应不同的机械秒表的测量范围进行分段表示。机械秒表的CMC为：测量范围（1120 s,U=0.011s测量范围（1201800 s，U=0.0160.061。测量范围（18003600 s,U=0.12s2）电子秒表的的CMC为：测量范围是（13600 s，U=（0.0110.024&