不确定度在日本UCAM-70A数据采集器检定中的应用

　　一、前言

　　在测量过程中,由于测量装置、测量环境、测量方法等条件的不完善和人们认识的不足,使得测量结果与被测量值之间总存在误差。然而测量值又以一定的概率分布在某个区域,这种表征测量值分散性的参数即为测量不确定度。测量不确定度亦表示测量结果的不可信程度,因此,在给出测量结果的同时,必须给出表明测量结果质量的测量不确定度。一九九三年由ISO公布的《测量不确定度导则》,对测量不确定度的评定和表示作了明确规定。由于受传统的测量误差概念的影响,我们对测量不确定度概念和内涵的认识还不十分清晰。本文根据作者进行UCAM-70A数据采集器检定的实践,对如何具体地进行不确定度的评定作一简单的介绍。

　　二、应变测量

　　1·测量要求

　　UCAM-70A数据采集器及USB-70A扫描箱是我所1999年引进的日本生产的一套应变测量设备。它与相应的传感器配用,可对1 000多个应变测量点同时进行采集、计算、显示及打印输出。在我所用于舰艇的深潜试验、结构试验等性能研究的测试,并且在近期执行援外任务。因此在投入使用前,对该仪器的计量显得十分重要。我所用美国生产的1550A标准模拟应变量校准仪对其进行校准。其应变测量的误差极限是读数的±0.05%±1个字,超出为不合格。对计量不合格的设备应及时进行索赔事宜。

　　2·检定方法

　　由1550A标准模拟应变量校准器输出标准模拟应变信号,通过UCAM-70A数据采集器测量桥进行数据采集、放大器放大、A/D转换器转换成数字信号后,在数字显示器上显示出测量值。测量框图如图所示。

　　3·检定记录

　　根据(JJG623-89)检定规程,在标准测量环境下,1550A标准模拟应变量校准器与U-CAM-70A数据采集器对接,在UCAM-70A数据采集器数字显示屏上读得的十次数据如下:

　　被测量X的估计值即测量结果为这10次测量的平均值-x由下式算得:

　　测量结果-x=10001με

　　三、测量不确定度分析

　　1·不确定度来源分析

　　影响应变测量结果的不确定度来源主要有以下因素:

　　(1)各种随机因素影响使读数不重复

　　(2)被测量显示分辨率不够

　　(3)标准模拟应变量不准其它来源影响较小,可忽略不计。

　　2·标准不确定度分量的评定

　　(1)测量桥不平衡、放大器非线性等随机

　　因素使读数重复性不一致引入的标准不确定度分量UA,按A类评定。

　　按贝塞尔公式计算实验校准偏差:

　　实验标准偏差s(x)=1.3(με)

　　平均值标准偏差s(-x)=1.3/ n=0.4(με)