车检线反力制动不确定性评定

1
1概述
滚筒反力式制动检验台检定装置主要由显示仪表、传感器、力臂（杠杆）、平衡砣、加力三角支架组成。

将力臂（杠杆）固定在被检制动检验台的主滚筒上，把传感器和加力三脚架等安装好，利用加力三角支架给传感器和被检制动检验台加力，同时读取传感器显示仪表示值F 和被检制动检验台显示仪表示值f （三次平均），从而建立标准力值和被检制动检验台示值的对应关系。

本报告以传感器仪表示值为6000N 测量点为例。

2建立数学模型，列出不确定度传播率： 2.1数学模型
Δ=r
L
F f ⨯-
(1) 式中：Δ ——被检制动台示值误差（N ） f ——检制动台示值平均值（N ） F —— 汽车制动台测力仪示值（N ） L —— 测力杠杆等效力臂长度 （mm ） r —— 制动台主滚筒半径 （mm ） α —— 检定用力臂与加载作用力不垂直偏角 2.2不确定度
由（1）式得方差：
)()()()()()(2
252242232222212αu c r u c L u c F u c f u c u c ++++=∆ (2)
式中：u(f) —被检制动检验台示值误差引入的不确定度分量； u(F) —标准测力仪示值误差引入的不确定度分量；
u(L) —测力杠杆等效力臂长度误差引入的不确定度分量； u(r)—被检制动检验台滚筒半径误差引入的不确定度分量； u(α)—检定用力臂与加载作用力不垂直偏角引入的不确定度分量；
传播系数
11=∂∆
∂=
f
c (3)
2
r L F c αcos 2-=∂∆∂=
(4) r F L c αcos 3-=∂∆∂= (5) 2
4cos r FL r c α=∂∆∂= (6)
r
FL c α
αcos 5-=∂∆∂=
(7) 故： )(cos )(cos )(cos )(cos )()(2
2
22
2
22
22
2
2
αααααu r FL r u r FL L u r F F u r L f u u c
⎪⎭
⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆ 3、标准不确定度来源及评定
3.1被检制动检验台示值误差引入的不确定度 u(f) 3.1.1被检制动检验台测量重复性引入的不确定度 u i (f) 表1是一台制动检验台等精度重复性试验10次的检定结果。

i f =6060N
由表1中的数据得单次测量试验标准差)(i X δ为：
9.141
)(10
1
2
=--=
∑=n x x
i i i
δN
在实际测量中，规程规定在重复条件下连续测量三次，以三次测量的算术平均值作
3
为测量结果，所以：
自由度 91101=-=v
6.83
9
.14)(==
f u i N 3.1.2制动检验台仪表数显量化误差u 2(f)
制动检验台仪表显示的分辨率为1daN ，数显量化误差为
N daN
52
1= 其量化误差以等概率分布，落在宽度为5N 的区间内，却置信因子k=3,则：
N f u 9.23
5
)(2=
自由度 ∞=2v
3.2测量用测力杠杆的等效力臂长度L 的误差引入的不确定度)(L u
检定制动检验台时，测力杠杆用夹具固定在齿槽滚筒上，其力臂长度经上一级计量标准检测误差为+1.1mm,其分布为正态分布，置信因子k=3，所以：
mm L u 37.03
1
.1)(==
其标准不确定度的可靠程度估计为25%，所以： 自由度 81002521)()(212
2
=⎪⎭
⎫
⎝⎛=
⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛∆=
L u L u v
3.3被检制动检验台滚筒半径r 的误差引入的不确定度u(r)
用游标卡尺检测滚筒直径，游标卡尺的不确定度为20m μ,其分布为均匀分布，置信因子k=3,所以：
4
012.03
020.0)(==
L u
3.4 测力传感器及显示仪表的示值误差引入的不确定度u(F)
测力传感器及显示仪表的准确度，经上一级计量标准检定，其示值误差在±0.3%范围内，其分布为均匀分布，取置信因子3=k ,所以：
%17.03
%3.0==
δ
因为所选的测量点为6000N,所以： u(F)=6000⨯0.17%=10.2N 其不确定度的可靠程度为15%，所以： 自由度 2210015212
=⎪⎭
⎫ ⎝⎛=
v
3.5检定用力臂与加载作用力不垂直偏角α引入的不确定度u(α)
在检定过程中，由于多方面的原因，会使安装在被检制动台滚筒上的测力杠杆发生微小的倾斜，从而使实际力臂长度发生微小变化，测力杠杆变化角度不超过5°，其引入的误差分布为反正弦分布，所以：
54.32
5)(==
αu °=0.0618
其不确定度的可靠程度估计为25%，所以：
810025212
=⎪⎭
⎫ ⎝⎛=
v
5
4、标准不确定度分量表：
5、标准不确定度u c 的评定由（2）式：
N u c r u c L u c F u c f u c f u c u c r u c L u c F u c f u c u c 1423.312.037.02.109.26.8)()()()()()()
()()()()()(222222225224223222222121212
25224223222221=+++++=+++++=++++=∆αα
有效自由度：
35
8
23.3812.0852.0222.109.296.814
)
()()()()()()
(4
444444
6
454443424
214
14=++++∞+=
+++++∆=v u v r u v L u v F u v f u v f u u v c eff
α
6
6、扩展不确定度的确定 根据p=0.95 v eff =35 查t 分布表t p （v eff ）得：k=t 0.95（35）=2.03
所以，U 95=k ×u c （Δ）=2.03×14=28.5N。