长度不确定度评定示例
0-500mm高度游标卡尺不确定度评定(参照模板)
0-500mm高度游标卡尺不确定度评定
0-500mm高度游标卡尺不确定度评定
1 目的
保证检测数据的准确可靠,确保正确的量值传递。
2 适用范围
适用于本中心试验室0-500mm高度游标卡尺检测结果扩展不确定度的计算。
3 不确定度的评定步骤
3.1测量方法
用0-500mm高度游标卡尺直接测量被测样品。
3.2数学模型
Lx = L
式中:
Lx—被检测样品的数值mm
L—游标卡尺显示数值mm
3.3标准不确定度A类评定
选取六个不同尺寸的样品分别进行6次重复测量,并用贝塞尔公式计算实验标准偏差。
选取一个样品长度为80mm测试数据见下表:
选取一个样品长度为161.2mm测试数据见下表:
选取一个样品长度为239.9mm测试数据见下表:
选取一个样品长度为321mm测试数据见下表:
选取一个样品长度为400.3mm测试数据见下表:
选取一个样品长度为491.2mm 测试数据见下表:
实际检测中只进行一次试验,则测量重复性导致的测量不确定度为:
样品长度为80mm 时: u 1=s=0.011mm 样品长度为161.2mm 时:u 2=s=0.009mm 样品长度为239.9 mm 时:u 3=s=0.011mm 样品长度为321 mm 时: u 4=s=0.011mm 样品长度为400.3 mm 时:u 5=s=0.017mm 样品长度为491.2 mm 时:u 6=s=0.02mm
3.4 标准不确定度B 类评定
高度游标卡尺示值不确定度为:
由校准证书知道, u 95=0.02mm ,自由度16=eff ν则: 12.2)16((95.0)===t v t k eff p
不确定度评定报告-尺寸稳定性
尺寸稳定性不确定度评定报告
1、概述
1.1 测量依据:GB/T 8811-2008 硬质泡沫塑料尺寸稳定性试验方法。
1.2 测量方法:按照GB/T 8811-2008 要求,裁切规定试样,测量试样初始尺寸,经过一定条件稳定后,重新测量样品尺寸,计算样品的尺寸变化率。方法中要求测量长宽高三个参数,本次评估以长度为代表进行评估。其余参数可参考。
1.3 测量工具和仪器设备:
游标卡尺:测量范围0-150mm,精度0.01mm,最大允许误差±1mm
烤箱:测量范围25~150℃,最大允许误差±2℃。
1.4 被测对象:(100mm*100mm*100mm)方形试样
1.5 环境条件:温度(23±2)℃,湿度(50±10)%,
1.6 状态调节:70℃,48H。
1.6 评定日期: 202
2.9.20-27.
2、建立模型:
ε=L1−L0
L0
∗100%
--其中L
1
为调节后的最终样品长度平均值(3个点)=100.40mm
L
为初始长度的平均值(3个点)=100.24mm
ε=0.15%
3.不确定度来源分析
尺寸的不确定度主要来源于测试设备、测试手法,基于烘烤过程是对确保样品稳定,有每24h的比对确认,因此不考虑烤箱等带来的影响:其中重量的不确定度来源有:
(1)随机因素重复性测量引入的不确定度分量;
(2)钢尺校准引入的不确定度分量;
(3)钢尺误差波动引入的不确定度分量;
(4)本次评估不考虑钢尺测量的相关性影响。
4.不确定度量化:
4.1 随机因素引入的不确定度分量,采用A 类方法重复性测量进行评定。
利用贝赛尔公式计算平均值的标准不确定度,其中n=10;平均值L=100.24mm,日常测量3次取平均值。
测量不确定度评定的方法以及实例
测量不确定度评定的方法以及实例
1.标准不确定度方法:
U =sqrt(∑(xi-x̅)^2/(n-1))
其中,xi表示测量值,x̅表示测量值的平均值,n表示测量次数。
标准不确定度包含随机误差和系统误差等。
例如,对一组长度进行测量,测得的数据为10.2、10.3、10.1、
10.2、10.3,计算平均值为10.22,标准差为0.069、则标准不确定度为0.069/√5≈0.031,即U=0.031
2.扩展不确定度方法:
扩展不确定度是在标准不确定度的基础上,考虑到误差的正态分布,
对标准不确定度进行扩展得到的结果,通常以U'表示。其计算公式如下:U'=kU
其中,k表示不确定度的覆盖因子,代表了误差分布的概率密度曲线
下的面积,一般取k=2
例如,对上述例子中的长度进行测量,标准不确定度为0.031,取
k=2,则扩展不确定度为0.031×2=0.062,即U'=0.062
3.组合不确定度方法:
4.直接测量法:
直接测量法是通过多次测量同一物理量,统计测得值的离散程度来评
估测量的不确定度。该方法适用于一些简单的测量,如长度、质量等物理
量的测量。
例如,对一些小球的直径进行测量,测得的数据为2.51 cm、2.49 cm、2.52 cm、2.50 cm,计算平均值为2.505 cm,标准差为0.013 cm。则标准不确定度为0.013/√4≈0.007 cm,即U=0.007
5.间接测量法:
间接测量法是通过已知物理量之间的数学关系,求解未知物理量的方法来评估测量的不确定度。该方法适用于一些复杂的测量,如测量速度、加速度等物理量的测量。
测量的不确定度评定实例
测量不确定度评定实例
一. 体积测量不确定度计算
1. 测量方法
直接测量圆柱体的直径D 和高度h ,由函数关系是计算出圆柱体的体积
2
4
D v π=
由分度值为0.01mm 的测微仪重复6次测量直径D 和高度h ,测得数据见下表。 表: 测量数据
i
1 2 3 4 5 6 mm /i D 10.075 10.085 10.095 10.065 10.085 10.080 mm /i h
10.105
10.115
10.115
10.110
10.110
10.115
计算: mm 0.1110h mm 80.010==,
D 32
mm 8.8064
==
h D V π
2. 不确定度评定
分析测量方法可知,体积V 的测量不确定度影响因素主要有直径和高度的重复测量引起的不确定度21u u ,和测微仪示值误差引起的不确定度3u 。分析其特点,可知不确定度21u u ,应采用A 类评定方法,而不确定度3u 采用B 类评定方法。 ①.直径D 的重复性测量引起的不确定度分量
直径D 的6次测量平均值的标准差: ()mm 0048.0=D s 直径D 误差传递系数:
h D
D V 2
π=∂∂ 直径D 的重复性测量引起的不确定度分量: ()3177.0mm D s D
V
u =∂∂=
②.高度h 的重复性测量引起的不确定度分量 高度h 的6次测量平均值的标准差: ()mm 0026.0=h s 高度h 的误差传递系数:
4
2
D h V π=∂∂ 高度h 的重复性测量引起的不确定度分量: ()3221.0mm h s h
V
u =∂∂=
③测微仪示值误差引起的不确定度分量
测量不确定度基本评定方法
测量不确定度基本评定方法
7
• 测量仪器计量性能的局限性 • 测量标准或标准物质的不确定度 • 引用的数据或其他参量的不确定度 • 测量方法和测量程序的近似和假设 • 被测量的短期稳定性
考虑来源时 不遗漏 不重复
测量不确定度基本评定方法
8
三. 测量不确定度的评定 评定步骤
(1) 明确被测量, 测量过程简单描述. (2) 建立数字模型.y=f(x1,x2···) (3) 评定各输入量的标准不确定度u(xi), 及其 灵敏系数 ci, (4) 计算合成标准不确定度,考虑输入量间相关性. (5)计算扩展不确定度, 给出可使用的足够信息.
测量不确定度基本评定方法
3
•
测量误差与测量不确定度比较
1.定义: 测量误差 = 测量结果 – 真值
真值: 与给定的特定量的定义一致的值.
约定真值:对于给定目的具有适当不确定度的,
赋予特定量的值.
2. 分类: 测量误差 = 系统误差 + 随机误差(合成)
3. 修正: 修正值 =真值(实际值)--测量结果
某输入量 x 的测量列:x1、x2--- xn • 算术平均值 x = ∑x i / n • 实验标准差 s = √∑(x i- x )2 /n-1
• 平均值标准差 s( x ) = s/√n
• 输入量 x 的(A类)标准不确定度
不确定度评定举例
4 不确定度评定举例 (一) 端度规校准
1. 概述
在比较仪上,对标准端度规和受校准的端度规进行比较,求出两端度规的长度差值,考虑到长度的温度修正,由标准端度规的已知长度,求出受校准端度规的长度。 2. 原理
一个名义值50mm 的被校准端度规,将它与同名义长度的已知标准端度规比较,就可求出被校准端度规的长度。两端度规直接比较的输出是长度差
式中:
l :受校端度规在20~C 时的长度;
ls :标准度规在20~C 时的长度(由标准端度规的校准证书给出): α、αs :受校与标准规的温度热膨胀系数; θ、θs :受校与标准规的温度与20℃的温度偏差。 于是:
记受校与标准端度规温差
s
θθδθ-=。
记受校与标准端度热膨胀系数差
s ααδα-=则
3.不确定度评定:注意到ls ,d ,α,θ,δα,δ
θ
无关,且δ
α
,δ
θ
期望为0。
而
于是:
(1)标准的校准不确定度
校准证书中给出,标准的展伸不确定度U=0.075um ,并说
它按包含因子
k=3而得,故标准不确定度
校准证书指出,它的自由度
18
)( s l v
于是:
(2)测量长度差的不确定度
测量两规长度差的实验标准差,通过独立重覆观测25次的变化性而得为13nm ,其自由度为25-1=24。
本例比较中,作5次重复观测并采用平均值,平均值的标准不确定度及自由度
于是:
(3)比较仪偶然效应
比较仪检定证书说明,由偶然误差引起的不确定度为0.01um,它由6次重复测量,置水准95%而得,由t分布临界值,t0.95(5)=2.57,故
于是:
(4)比较仪系统效应
比较仪检定证书给出,由系统误差引起的不确定度为0.02um(3水准),故
不确定度评定(超声探伤长度)
超声探伤仪长度(扫描范围)测量不确定度的评估
1. 概述
1.1 测量依据:JJG746-2004《超声探伤仪检定规程》。
1.2 计量标准:主要计量标准器为超声波探伤试块,测量范围为
(100×80×225)mm 。
表1. 实验室的计量标准器
1.3 测量方法:
选一台较稳定的超声探伤仪,将超声波探伤试块与被校超声探伤仪正确连接,被校超声探伤仪工作方式置“单”,抑制置“0”,增益最大,计算扫描范围。
2、数学模型
y=nL
式中:n ---低波的个数
D ---试块厚度(mm )
3、 标准不确定度评定
3.1 超声探伤试块厚度的误差引入的标准不确定度
用B 类评定,依据超声探伤试块的检定证书可得,超声波探伤试块厚度的误差为0.013mm ,按均匀分布计算
1()B u L =0.013/=0.008mm
5 合成标准不确定度及扩展不确定度
5.1 主要标准不确定度汇总表
5.2 合成标准不确定度计算
以上各项标准不确定度分量是互不相关的,所以合成标准不确定度为:u c(y)=0.008mm
5.3 扩展标准不确定度计算
因分量E可视为正态分布,因此P=95%时,可取包含因子k=2,则:U k u c(y)=0.1mm
=
6 校准和测量能力(CMC)
因此该项目的CMC为:(100×80×225)mm,U=0.1mm(k=2)。
不确定度评定示例
汽车侧滑检验台示值误差测量结果的不确定度评定
1、 测量方法
用检定装置的位移控制装置缓慢推动滑板,使滑板移动,当检定装置的位移测量装置(或百分表)示值为5mm 时,读取侧滑检测仪的仪表示值,按公式(1)计算其示值误差。 2、 测量模型
L
X X S
-=∆ (1) 式中:
∆--示值误差,m/km ;
X --侧滑检测仪仪表3次示值平均值,m/km ;
S X --位移测量装置(或百分表)示值,mm ;
L --滑板纵向有效测量长度,m 。
3、 方差和灵敏系数
由式(1)得方差:
)()()()(2
232222212L u c X u c X u c u S c ++=∆ (2)
灵敏系数:1)
()(1=∂∆∂=
X c L X c S 1
)()(2-=∂∆∂=
23)()(L
X L c S =∂∆∂= 4、标准不确定度评定
4.1 被检侧滑检测仪引入的标准不确定度
被检侧滑检测仪示值的不确定度主要来源于侧滑检测仪的测量结果重复性及数显仪器的分辨力。由于侧滑检测仪测量重复性引入的标准不确定度与数显仪器的分辨力引入的标准不确定度属于同一种效应导致的不确定度,因此取二者的较大者。
4.1.1测量重复性引入的不确定度
测量结果重复性可以通过连续重复测量得到的测量列,采用A 类评定方法进行。
在检定装置的位移测量装置(或百分表)及被检侧滑检测仪正常工作条件下,
等精度重复测量10次,数据如下:
X =5.03m/km
被检侧滑台单次测量实验标准差为:
1
)(10
1
2
--=
∑=n X X s i
=0.048m/km
实际测量时,在重复条件下连续测量3次,以3次测量的算术平均值作为测量结果,则可得侧滑检测仪的测量结果重复性引入的标准不确定度为:
不确定度评估实例
不确定度评估实例
1、测量问题本次评定实验以物资(商品)检验所游标卡尺09059为测试量具,用游标卡尺测量结构长度270mm的长度ι。已知卡尺的最大误差为1mm。用6次测量的平均值作为测量结果。卡尺的温度效应、弹性效应及其他不确定度来源均忽略不计。
2、数学模型卡尺上得到的读数χ即为测量结果,故得被测长度ι=χ。但除了读数χ可能引入测量不确定度外,卡尺刻度误差对测量结果也会有影响。由于卡尺的校准证书未给出其示值误差,因此只能根据其最大允许误差来估计它对测量结果的影响。若卡尺刻度误差对测量结果的影响διS,则数学模型可以表示为ι=χ+διS式中διS的数学期望值为零,即Ε(διS)=0,但需考虑其不确定度,即μ(διS)≠0。数学模型是相对的,即使对于同样的被测量,当要求的测量准确度不同时,需要考虑的测量不确定度来源也会有相应的增减,因此数学模型也会不同。
3、测量不确定度分量本测量共有两个不确定度分量,由读数的重复性引入的不确定度μ(χ)和卡尺刻度误差所引起的不确定度μ(διS)。⑴读数χ的不确定度,μ1(ι)=μ(χ)6次测量结果分别为2
70、3mm2
70、1mm270mm2
71、4mm2
69、8mm2
71、2mm则6次测量结果的平均值为==2
70、47mm平均值的实验标准差为 s()==0、074mm故μ1(ι)=μ()=s()=0、074mm⑵卡尺误差引入的不确定度, μ2(ι)=μ(διS)由于证书未给出卡尺的示值误差,故卡尺刻度误差引入的不确定度由卡尺的最大允许误差得到。已知卡尺的最大误差为1mm,并以矩形分布估计,于是μ2(ι)=μ(διS)==0、577mm下表给出不确定度分量汇总表符号栏中u1=s1 意为用实验标准s来表示不确定度,言外之意是该不确定度分量有A类评定得到的。反之,对于未标u=s的不确定度分量,则表示是由B 类评定得到的。这是经常采用的标明A类评定和B类评定不确定度分量的方法之一。不确定度分量汇总表序号来源分布类型符号μ1(ι)/mm1 读数重复性正态 u1=s1 0、0742 刻度误差矩形μ2 0、57
不确定度计算范文
不确定度计算范文
不确定度是指测量结果与真实值之间的差异,它是进行科学实验和测
量时必须考虑的一个重要因素。正确评估不确定度对于保证实验结果的准
确性和可靠性至关重要。本文将详细介绍不确定度的概念、计算方法和应
用示例。
一、不确定度的概念和分类
不确定度代表了测量结果的可靠性和精确度。在实际测量中,由于各
种不确定因素的存在,无法获得完全准确的结果。不确定度可以分为两类:随机不确定度和系统不确定度。
1.随机不确定度:由于测量仪器的限制、环境条件的变化、操作者的
技巧等各种随机因素造成的误差。
二、不确定度的计算方法
1.标准误差法:当重复进行多次测量时,计算多次测量结果的标准差
作为测量值的不确定度。
2.线性拟合法:对于线性关系的测量结果,根据拟合直线的斜率和截
距的不确定度计算不确定度。
3.扩展不确定度法:根据测量结果的误差分布和衍生函数的不确定度
来计算最终结果的不确定度。
4.类型A和类型B不确定度法:根据不确定度的性质,将其分为可重
复性不确定度(类型A)和评估不确定度(类型B)两类。
三、不确定度的应用示例
下面以一个实际的测量实验为例,来说明不确定度的应用。
假设我们要测量一根金属杆的长度,已知金属杆的测量标准值为
50cm。我们使用一个卷尺进行测量,进行10次独立测量得到的结果如下:
49.8cm, 50.2cm, 49.9cm, 50.1cm, 49.7cm, 50.3cm, 49.8cm, 50.0cm,
50.2cm, 49.9cm。
1. 标准误差法:计算这10次测量结果的标准差,得到标准误差为
0.24cm,即随机不确定度为0.24cm。
测量不确定度评定实例
丈量不确立度评定实例
一.体积丈量不确立度计算
1.丈量方法
直接丈量圆柱体的直径 D 和高度 h,由函数关系是计算出圆柱体的体积
v D 2 4
由分度值为 0.01mm 的测微仪重复 6 次丈量直径 D 和高度 h,测得数据见下表。
表:丈量数据
i
123456
D i / mm10.07510.08510.09510.06510.08510.080 h i / mm10.10510.11510.11510.11010.11010.115
计算: D 10.080 mm, h 10.110 mm
V D
2 h 806.8 mm
3 4
2.不确立度评定
剖析丈量方法可知,体积 V 的丈量不确立度影响要素主要有直径和高度的重复丈量惹起的不确立度 u1, u2和测微仪示值偏差惹起的不确立度 u3。剖析其特色,可知不确立度 u1,u2应采纳A类评定方法,而不确立度 u3采纳B类评定方法。
①.直径 D 的重复性丈量惹起的不确立度重量
直径 D 的 6 次丈量均匀值的标准差:
s D0.0048 mm
直径 D 偏差传达系数:
V D h
D2
直径 D 的重复性丈量惹起的不确立度重量:
u1V
s D 0.77mm3 D
② .高度 h 的重复性丈量惹起的不确立度重量
高度 h 的 6 次丈量均匀值的标准差:
s h0.0026 mm
高度 h 的偏差传达系数:
V D 2
h4
高度 h 的重复性丈量惹起的不确立度重量:
u2V
s h 0.21mm3 h
③测微仪示值偏差惹起的不确立度重量
由说明书获取测微仪的示值偏差范围0.005mm ,按均匀散布,示值的标准不确立度
测量不确定度评定举例
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测量不确定度评定举例
A.3.1 量块的校准
通过这个例子说明如何建立数学模型及进行不确定度的评定;并通过此例说明如何将相关的输入量经过适当处理后使输入量间不相关,这样简化了合成标准不确定度的计算。最后说明对于非线性测量
式中:L—被校量块长度;
L s—标准量块在20℃时的长度,由标准量块的校准证书给出;
?—被校量块的热膨胀系数;
?s—标准量块的热膨胀系数;
?—被校量块的温度与20℃参考温度的差值;
?s —标准量块的温度与20℃参考温度的差值。
在上述测量模型中,由于被校量块与标准量块处于同一温度环境中,所以?与?s 是相关的量;两个量块采用同样的材料,?与?s 也是相关的量。为避免相关,设被校量块与标准量块的温度差为??,??= ?-?s ;他们的热膨胀系数差为??,??= ?-?s ;将?s = ?-?? 和 ?=??+?s 代入式(A.1),由此,数学模型可改写成:
34s 量结果的不确定度没有影响。合成标准不确定度公式可写成(A.5):
)()()()()(2
2222222θαδαδθu l u l d u l u l u s s s s c +++= (A.5)
4).标准不确定度分量的评定
○
1标准量块的校准引入的标准不确定度u (l s )
标准量块的校准证书给出:校准值为l s =50.000623mm ,U = 0.075?m (k =3),有效自由度为?eff (l s )=18。 则标准量块校准引入的标准不确定度为:
u (L s )=0.075/3=25nm , ?eff (L s )=18 ○
游标卡尺不确定度评定
0-150mm 游标卡尺测量结果不确定度评定
1. 慨述
1.1 评定依据:JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》。 1.2 测量依据:JJG30-2012 《通用卡尺检定规程》。 1.3 环境条件:温度(20±5)℃;湿度要求不超过80%RH 。
1.4 测量标准: 5等量块,其长度尺寸的不确定度不大于U = 3.5m μ,k =2。 1.5 被测对象:测量范围为0~150mm ,分度值为0.02mm 的游标卡尺,最大允许示值误差为±0.03m m 。
1.6 测量过程:对于测量范围为0~150mm 的游标卡尺,测量点的分布不少于均匀分布的3点,本次选择示值误差测量点为:41.20mm 、81.50mm 、121.80mm 。被测游标卡尺各点示值误差以该点读数值(示值)与量块尺寸(测量标准)之差确定。
2.数学模型
a b L L L ∆=- 单位:mm
式中:L ∆--游标卡尺某点示值误差;
a L --游标卡尺某点的实测值;
b L --量块的长度尺寸。
3.输入量的标准不确定度分量评定
3.1由估值误差引入的不确定度分量u 1的评定
由游标卡尺对准估值误差引入的不确定度,采用B 类方法进行评定。
游标卡尺的分度值为0.02mm ,估值误差(半宽度)为(0.02/2=0.01)mm ,估计其均匀分布,包含因子为√3,故标准不确定度u 1为
u 1=0.01÷√3≈0.006mm
3.2由测量重复性引起的不确定度分量u 2的评定
用量块对(0~150)mm 的游标卡尺的121.80mm 检定点,连续重复测量10次,得到一组测量示值,如“表0-1”所示:
测量不确定度评定报告
测量不确定度评定报告
一、引言
二、测量方法和装置
本次测量使用的方法是直线测量法,采用直尺和游标卡尺进行测量。
直线测量法是一种简单有效的测量方法,在工程和科学领域得到广泛应用。
1.人为误差
测量1:30.2cm
测量2:30.1cm
测量3:30.3cm
根据三次测量结果的平均值,得到被测量值为30.2cm。通过测量结
果的离散程度,可评估人为误差的大小。
2.仪器误差
仪器误差是由于测量仪器本身的不准确性而引起的。在使用直尺和游
标卡尺进行测量时,需要考虑到仪器的刻度精度和读数精度。本次测量中,直尺和游标卡尺的刻度间距分别为0.1cm和0.01cm。
根据仪器的刻度间距,可以评估测量结果在刻度内的不确定度。例如,如果测量结果位于两个刻度之间,不确定度可以评估为刻度间距的一半。
3.环境影响
环境因素如温度、湿度等的变化会对测量结果产生一定的影响。在本
次测量中,环境温度保持相对稳定,湿度变化较小,因此可以忽略环境影
响对测量结果的不确定度。
四、测量不确定度评定
五、灵敏度分析和建议
灵敏度分析用于评估测量结果对误差的敏感程度,从而提供改进测量
方法和装置的建议。
1.人为误差的影响
2.仪器误差的影响
根据前述的仪器误差评估,本次测量结果对仪器误差的敏感程度较高。为了减小仪器误差对测量结果的影响,可以考虑使用更精密的测量仪器,
如数字卡尺等,降低仪器误差。
六、结论
本次测量的不确定度评定结果为0.1cm。测量结果对人为误差的敏感
程度较低,对仪器误差的敏感程度较高。改进测量方法和装置可降低仪器
误差对测量结果的影响。
测量结果的不确定度评定实例分析
2021 June
第测量结果的不确定度
评定实例分析
刘海利
中国石化销售股份有限公司油品技术研究所
以GB/T 261—2008《闪点的测定 宾斯基-马丁闭口杯法》测量车用柴油闭口闪点为例,按照JJF 1059.1—2012《测量不确定度与表示》要求进行检测实验室测量不确定度评定,通过对实验室测量结果的不确定度评定,实现测量结果不确定度规范与正确表达,进而提升实验室测量结果质量。
作者简介:刘海利,硕士,高级工程师,现
主要从事油品质量管理与应用研究工作。E-mail:liuhaili119@163.com
测量不确定度是表征检测和校准实验室测量结果的质量参数,对于一定的测量结果而言,它的不确定度值越小,其质量就越高,使用价值也越高;反之则低。在CNAS-CL01:2018《检测和校准实验室能力认可准则》中,要求实验室应制定与检测工作相适应的测量不确定度评定程序,对每一项有数值要求
的结果进行测量不确定度评定。因此,测量不确定度评定在检测和校准实验室认可中是一项不可缺少的
重要工作[1]。
JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》是评定不确定度最常用、最基本的方法[2]。闭口闪点是轻质油品运输、储存和使用安全的重要指标,本文以GB/T 261—
2008《闪点的测定 宾斯基-马丁闭口杯法》测量车用柴油闭口闪点不确定度为例,阐述测量闭口闪点不确定度步骤,为实验室开展所有测量项目结果的不确定度评定提供参考,提高实验室检测能力。
Teat and Appraisal
测试与评定
8282
三期
83
一2021 June
游标卡尺不确定度评定
游标卡尺示值误差测量不确定度评定
1、概述
1.1依据标准:
JJG30-2012《通用卡尺检定规程》;
JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》。1.2环境条件:温度(20±5)℃,湿度≦80%RH。
1.3测量标准:5等量块,其长度尺寸的不确定度不大于()m
L μ55.0+(L—测量长度),包含因子为2.58。
1.4被测对象:测量范围为0~300mm,分度值为0.02mm 的游标卡尺,
最大允许示值误差为±0.04mm。1.5测量过程
对于测量范围为0~300mm 的游标卡尺,测量点的分布不少于均匀分布的3点,0~300mm 的游标卡尺,其受测点为101.2、201.5和291.8mm。被测游标卡尺各点示值误差以该点读数值(示值)与量块尺寸(测量标准)之差确定(量块和卡尺的温度差,以及线膨胀引起的不确定度很小,可以忽略不计)。1.6评定结果的使用
在符合上述条件下的测量结果,一般可直接使用本不确定度的评定结果。
2、数学模型
式中:L ∆—游标卡尺的最大允许示值误差;
L —游标卡尺的示值;b L —量块的长度尺寸。
b
L L L -=∆
3、输入量的标准不确定度评定
3.1输入L 的不确定度()L u 的评定
输入L 的不确定度主要来源于游标卡尺分度值量化误差的不确定度,采用B 类方法进行评定。
游标卡尺的分度值为0.02mm,量化误差为mm ⎪⎭
⎫
⎝⎛202.0,估计其为均匀分布,包含因子为3,标准不确定度()L u 为
()m
mm mm L u μ6006.03
202.0==⎪⎭
⎫
⎝⎛=3.2输入量b L 的标准不确定度()b L u 的评定
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用外径千分尺检验某主轴直径φ700
-0.019mm 的
测量不确定度评定报告
1.概述
1.1 测量依据:产品图纸(或生产工艺)编号□□□□# 1.2 环境条件:温度 (20±10)ºC ; 相对湿度<70% RH 1.3 测量设备:一级50~75mm 外径千分尺,示值误差为±4µm。
1.4 被测对象:主轴的直径φ700-0.019mm ;材料为球墨铸铁α1= 10.4×10-6/℃ 1.5 测量方法:用外径千分尺直接测量
2.数学模型: 由于主轴直径值可在外径千分尺上直接读得,故:
L=L S -L S (δα·Δt +αs ·δt) L — 被测主轴的直径。
L S — 外径千分尺对主轴直径的测量值。
δα—被测主轴线膨胀系数与外径千分尺线膨胀系数之差。 Δt — 被测主轴温度对参考温度20℃的偏差,本例为±10℃。 αs — 外径千分尺线膨胀系数,本例为11.5×10-6/℃。 δt — 被测主轴温度与外径千分尺温度之差,本例为±1℃。 3.灵敏系数
显然该数学模型是透明箱模型,必须逐一计算灵敏系数:
1)1(≈-∆-=∂∂=t s t S Ls f C δαδαL ;
t S s L s f C δαα-=∂∂==-70×1㎜℃=-7×104µm ℃;
δα
S t t
L f C -=∆∂∂=∆=-70×1×10-6㎜/℃=-0.07µm/℃
δα
δα∂∂=/f C =-Ls Δt=-70×10㎜℃=-7×105µm ℃
t f C t
δδ∂∂=/ =-Ls αs=-70×11.5×10
-6
㎜/℃=-0.805µm /℃
4.计算各分量标准不确定度
4.1外径千分尺示值误差引入的分量u(L S )
根据外径千分尺检定规程,示值误差e=±4µm , 在半宽为4µm 区间内,以等概率分布(均匀分布),则:u (L S ) =4/3=2.31µm
u(L S )=|C LS |·u (L S )=1×2.31=2.31µm ,
其相对不确定度
()
()
=∆S S L u L u 0.1=1/10 , 自由度υ(Ls)=50
4.2被测主轴线膨胀系数不准确引入的分量u(αS )
由于被测主轴线膨胀系数α1= 10.4×10-6/℃是给定的,是一个常数, 故 u(αS )= 0 , 自由度υ(αS )= ∞ 4.3测量环境偏离标准温度20℃引入的分量u(Δt)
测量环境偏离标准温度20℃的偏差为±10℃,在半宽为10℃范围内,以等概
率分布(均匀分布)。
()t
u∆ = 10/3= 5.77 ℃
u(Δt) =|C
Δt|·
()t
u∆ =0.07×5.77=0.404µm
估计相对不确定度为1/10 ,则:υ(Δ
t
)= 1/2×(1/10)-2 = 50
4.4被测主轴线膨胀系数与外径千分尺线膨胀系数之差引入的分量u(δα)
因各千分尺生产厂采用不同材料制造,将产生±1×10-6/℃偏差,故被测主轴线膨胀系数与外径千分尺线膨胀系数之差约为2×10-6/℃,在半宽为1×10-6/℃范围内,以等概率分布(均匀分布)。
u(δα)= 1×10-6/3= 0.58×10-6 /℃
u(δα) =|Cδα| ·u(δα)= 7×105×0.58×10-6=0.406µm
估计相对不确定度为1/10 ,则:υ(δα)= 1/2×(1/10)-2 = 50
4.5被测主轴温度与外径千分尺温度不一致引入的分量u(δt)
因为,测量时被测主轴与外径千分尺必须进行充分时间的等温(平衡温度),所以估计被测主轴温度与外径千分尺温度之差不超过±1℃,在半宽为 1 ℃范围内,以等概率分布(均匀分布)。
u(δt) = 1/3 = 0.58℃
u(δt)= |Cδt|u(δt)= 0.805×0.58=0.47 µm 估计相对不确定度为1/10 ,
则:υ(δt)= 1/2×(1/10)-2 = 50
5.合成标准不确定度
()L
u2
c
= u2(L S)+u2(αS)+u2(Δt)+u2(δα)+u2(δt)
=2.312+02+0.4042+0.4062+0.472
u
c
(L)=2.43µm
6. 合成标准不确定度u
c
(L) 的有效自由度υeff
由
()
()
[]
∑
=
=
n
i
i
i
i
c
e f f
v
u
c
L
u
V
1
4
4
得
υeff =2.434÷[(2.134+0.4044+0.4064+0.474) / 50]=61取υeff = 50
7.扩展不确定度U
取置信概率P=0.95 查t分布表
可得k
95=t
95
(50)=2.01
由U p=k p u
c
(L)
U
95
=2.01×2.43=4.9µm 8结论
本方案扩展不确定度U
95=4.9µm,置信概率P=0.95,k
95
=2.01,有效自由度υeff
= 50。
由于被测参数的允许公差: T=|(0) –(–0.019)| =19µm,U
95
=4.9µm是测量要求19µm的1/4,
因此本方案满足φ700
-0.019
mm轴直径的测量要求。