非金属超声检测仪示值误差测量结果的不确定度评定

    1 概述

    1.1 测量依据:JJG (交通)027)20045水运工程非金属声波检测仪6。

    1.2 环境条件:温度:2012e,相对湿度:58%RH。

    1.3 测量标准:由南京航空航天大学和南京市计量监督检测院合作开发的全自动非金属超声检测仪声时误差检定装置,定位精度5Lm,重复定位精度2Lm;温度测量采用精度为012e的水银温度计。

    1.4 被测对象:北京智博联科技有限公司生产的ZBL-U520型非金属超声检测仪。

    1.5 测量过程:根据JJG (交通)027)20045水运工程非金属声波检测仪6中对空气声速相对误差的检定要求,将被检仪器的平面换能器装夹在检定装置上。在0mm~300mm测量范围内,改变两换能器声程距离10次,分别记录下仪器的声时示值。再计算出各点的空气声速,和同温度下的标准空气声速进行比较,得出空气声速相对误差。

    2 数学模型

    空气声速相对误差的数学公式:

    式中:vri)第i个测点空气声速值相对误差;Li)第i个测点换能器之间的距离,(m);vi)第i个测点空气声速值,(m/s);ti)第i个测点声波仪示值,(s)。

    其中空气标准声速的数学公式:

    式中:vc)空气标准声速值,(m/s);T)空气温度,(e)。

    将空气标准声速的数学公式(3)带入空气相对误差的数学公式(1)得:

    3 方差和灵敏系数

    考虑到各输入量彼此独立。

    本次不确定度评定的环境温度为:2012e;受检长度为:300mm;经过10次测量空气声时的平均值为:87418Ls;故Li=300mm,ti=87418Ls,T=20.2e。

    故c1=31328m^-1

    c2=-010012µs-1

    c3=-010017e-1

    4 分量标准不确定度

    4.1 位移调节装置引入的不确定度:位移调节装置在300mm处的允许示值误差是5Lm,该量作均匀分布处理:

    4.2 声时读数值重复性引入的不确定度:将被检的非金属超声波检测仪在300mm处重复测量10次,测量数据如下:874.2、874.8、874.4、875.0、875.2、875.2、874.8、874.8、875.4、874.6(单位:Ls)。计算其实验标准差:

s=0.37µs

    实际测量只测一次作为测量结果,故:

u(ti)=0.37´s

    4.3 温度测量引入的不确定度:根据检定规程的要求,温度计的精度优于015e。本院实验室使用的水银温度计精度为012e,该量作均匀分布处理,则:

    4.4 标准不确定度分量一览表(见表1)。