加油机检定示值误差测量不确定度评定分析报告

加油机检定示值误差测量不确定度评定分
析报告
1 概述
1.1 测量依据：JJG443-2006《燃油加油机检定规程》
燃油加油机是根据JJG443-2015检定规程，采用不同量程的金属量器分别在不同流量状态下进行检定的，即将加油机示值V J 与标准金属量器测得的加油机在试验温度t J 下的实际体积V Bt 相比较；通过计算，从而确定加油机的准确度及重复性。

按规程要求，在加油机流量范围内的每个流量点重复进行三次检定，取
vi E 三次平均值作为该点基本误差，各点最大误差作为加油机的基本误差。

加油机不同流量点对应示值误差不同，需分别计算测量不确定度。

本次评定在最大流量（0.90Q max ≤Q(1)≤1.0Q max ）点示值误差的测量不确定度，选用标准器如 1.3条所示，环境条件如 1.2条所示，所用油品介质为防爆阻燃油，t J =20.5℃，t B =21.4℃（其中t J 和t B 取差值最大的一组），其体膨胀系数统一取
Y =10×10-4/℃。

3 数学模型
V △=J V －Bt V （1）
标准金属量器测得的加油机在试验温度J t 下的实际体积量Bt V 的计算公式如下：
()()[]201-+-+=B B B J Y B Bt t t t V V ββ （2）
将（1）式和（2）式合并得到数学模型为：
))20()(1(J -+-+-=B B B Y B J t t t V V V ββ△ （3）
以上式中：
V △——燃油加油机示值误差（L ）
； J V ——加油机在J t ℃下指示的体积值（L ）；
B V ——标准金属量器在20℃下标准容积（L ）；
Y β——检定介质的体积膨胀系数（℃-1）；Y β=10×10-4/℃ B β——标准量器材质的体积膨胀系数（℃-1）；B β=50×10-6/℃
J t ——加油机内流量计输出的油品温度（由油枪出口处油温代替）（℃）；
B t ——标准量器内油品温度（℃）；
Bt V ——标准金属器在J t ℃下给出的实际体积值（L ）。

4 各输入量的不确定度评定
4.1 加油机测量重复性的标准不确定度()J V u
(查表得极差系数C ＝1.64)：
()J V u =
64.1min max min max V V C V V ∆-∆=∆-∆=64
.135
.035.0-= 0 L
自由度=)(J V v 1.8
4.2 标准金属量器引入的标准不确定度()B V u
输入量B V 的不确定度主要来源于标准金属量器的不确定度，已知精度等级为二等的金属量器不确定度为U =2.5×10-4，k =3，所以
()B V u =
=⨯⨯-3
105.21004
0.008333L 因为数据为检定证书所得，认为其完全可信，因此其自由度=)(B V v ∞ 4.3 输入油品介质体膨胀系数Y β的标准不确定度()Y u β
本次检定所用介质为防爆阻燃油，其体积膨胀系数为141010--⨯=℃Y β，查资料
Y β的扩展不确定度为16100.5--⨯℃，k =2,则
()=⨯=-2100.56
Y u β 2.5×10-6℃-1
估计
)
()
(Y Y u u ββ∆＝10%，则自由度=)(Y v β50
4.4标准金属量器体膨胀系数B β的标准不确定度()B u β
已知标准金属量器材质为不锈钢，不锈钢的体积膨胀系数161050--⨯=℃B β，查资料B β的扩展不确定度为16100.5--⨯℃，k =2,
则()=⨯=
-2
100.56
B u β 2.5×10-6℃-1 估计
)
()
(B B u u ββ∆＝10%，则自由度=
)(B v β50 4.5 加油机流量计内（以出口处代替）油品介质的温度测量标准不确定度()J t u 本次检定测量加油机出口油温选用分度值为0.1℃的数字温度计，其示值最大允许误差为±0.2℃，服从均匀分布，则标准不确定度为:
()℃1155.03
2
.0≈=
J t u 估计
)
()
(J J t u t u ∆＝10%，则自由度=)(J t v 50 4.6 标准器内油品介质的温度测量标准不确定度()B t u
同4.5，则标准不确定度为:
()℃1155.03
2
.0≈=
B t u 估计
)
()
(B B t u t u ∆＝10%，则自由度=)(B t v 50 5 合成不确定度的评定 5.1 灵敏度系数
数学模型 ))20()(1(J -+-+-=B B B Y B J t t t V V V ββ△ 灵敏度系数为（其中：t J -t B =-0.9℃） c （J V ）=
J
V V
∂∆∂=1 c （B V ）=
B
V V
∂∆∂=-[1+βY (t J -t B )+ βB (t B -20)]= -(1+10×10-4℃-1×(-0.9℃)+50×10-6℃-1×1.4℃）=-0.99917
c （βY ）=
Y
V
β∂∆∂=-B V (t J -t B )= -100 L ×(-0.9)℃=90 L ℃ c （βB ）=
B
V
β∂∆∂=-B V (t B -20)= -100 L ×1.4℃=-140 L ·℃ c （t J ）=
J
t V
∂∆∂=-B V ×βY =-100 L ×10×10-4℃-1=-0.1 L ·℃-1 c （t B ）=
B
t V
∂∆∂=B V (βY -βB )= 100 L(10×10-4℃-1-50×10-4℃-1)=0.095 L ·℃-1
因为各输入量独立，所以合成不确定度可按下式计算：
()()()()()()()()()()()()
B B J J B B Y Y B B J J c t u t c t u t c u c u c V u V c V u V c u 222222222222+++++=ββββ =
2222201097.001155.000035.0000225.0008326.00+++++
≈0.018L
5.4 合成不确定度的有效自由度
)
()()()()()()()()()()(4444444
B B c J J c B B c Y Y c B c J J c c eff t v t u t v t u v u v u V u V v V u u v ++++∞+=
ββββ
=
50
01097.05001155.05000035.050000225.0008326.08.10018.04
4444
4
+
+++∞
+
≈163
可以看作∞。

6 扩展不确定度评定
取置信概率=p 95%，有效自由度=eff v ∞ 查分布表得k =1.96 ,则
c u k U ⨯=95=1.96×1.018=0.04L
7 测量不确定度报告
燃油加油机在0.90Q max ≤Q(1)≤1.0Q max 流量点下，体积为100L 时的示值误差测量结果的扩展不确定度为：
=95U 0.04L , k =1.96。