线位移传感器检定装置的不确定度分析

    1　概述

    线位移传感器将位移量转换为电量,通过对电量的测量可以实现对位移的测量及控制,是一种有效的位移测量方法。随着科学技术的不断发展,测量自动化水平的提 高,线位移传感器的用途越来越广泛,对其精度的要求也越来越高。我院计量测试中心是陕西省技术监督局授权的位移传感器检定机构,承担着全省的位移传感器检 定工作。要保证位移传感器使用的准确可靠,必须对位移传感器检定装置不确定度进行分析。

    本文根据国家计量技术规范JJF1059—1999《测量不确定度评定与表示》及国家军用标准GJB3756—99《测量不确定度的表示及评定》的要求对 线位移传感器检定装置的不确定度进行了较详细的分析,给出了该装置的合成标准不确定度及扩展不确定度,满足了线位移传感器的检定要求。

    2　线位移传感器检定装置的误差来源

    2·1　万能工具显微镜示值误差引入误差e1万能工具显微镜示值误差在200mm范围内为3μm,由于传感器满量程输出电压最大为5V,因此,由此引入传感器输出电压误差e₁为:

    2.2　传感器装夹倾斜引入误差e₂

    几何关系如图1所示

    ΔL=L-L′=L(1-cosα)

式中:L—万工显测量范围

    按级数展开,由于α很小(取α=0.0262°),可略去四阶以上微小量得:

由此引入传感器输出误差e₂为:

    2.3　数字电压表引入误差e₃

    本标准装置中所用数字电压表示值误差为6ⅹ10^-5v

    即:e₃=6ⅹ10^-5υ

    2.4　稳压电源电压漂移误差e4

    稳压电源4小时内电压漂移量不大于1mV

    即:e₄=1ⅹ10^-3υ

    3　各项误差引入的不确定度

    3.1　万能工具显微镜示值误差引入的不确定度u₁

    万工显示值误差由上级计量部门给出,其引入误差的分布为正态分布,置信因子k₁=3,因此:

    自由度υ1为:υ1=∞

   3.2　传感器装夹倾斜引入误差e2引入的不确定度u₂

    传感器装夹倾斜引入误差e2的分布为均匀分布,其置信因子,因此:

其相对不确定度可估计为10%,因此,自由度υ₂为:

    3.3　数字电压表引入误差e3引入的不确定度u₃