用VB获得大型变压器铁心片测量仪的测量不确定度

　　现在计量行业许多专家都已接受“没有测量不确定度的结果是不完整的结果”这一规定,它的推广已势不可挡。在计算测量结果的不确定度的过程中,理论上应当对粗大误差进行判断,但通常由于计算量太大等原因,对测量所得的数据不加以处理,认为它们都是有效数据,这就很可能造成粗大误差的进入,影响了测量结果的精度。本文提出采用统计方法(包括粗大误差处理)及VB语言对仪器测得的数据进行分析处理,从而快速、准确地获得仪器测量结果的不确定度。

　　1.仪器结构原理

　　大型变压器测量仪采用齿轮齿条传动机构、螺纹微调机构、内循环滚珠导轨,通过X、Y两相互垂直的导轨带动瞄准机构瞄准,传感器采集数据,并对其进行细分等处理后送往计算机进行后续的数据处理。仪器的测量范围X向为5500mm,Y向为850mm,厚度为0.35mm~0.5mm,使用MJS双频激光干涉仪进行标定。

　　2.粗大误差的判别方法

　　对于粗差的判定采用罗曼诺夫斯基准则(又称t检验准则,它首先剔出一个可疑的测得值,然后按t分布检验被剔出的测量值是否为粗大误差。

　　xi为各测量值,i =1,2,…,n-1,n(本实验中n =5)。然后根据测量次数n和选取的显著度查表的检验系数k,若| xj--x |> kσ,则认为xj含有粗大误差,剔出它是正确的,否则应予保留。

　　该方法对于测量次数很少的情况,相对3σ、格罗布斯等准则要快速、有效的多,本实验只测量了五次,因此选用该判断准则。

　　3.求不确定度

　　3.1求各不确定度分量

　　(1)由MJS双频激光干涉仪长度测量误差引入的不确定度分量u(x1)

　　u(x1)为B类不确定度,干涉仪的长度测量误差在±1.5×10-6范围内,且成均匀分布,k= 3,a1=±1.5×10-6×L,L为最大量程,这里L=5500mm,u(x1)=a1/3,故

　　u(x1)=±1.5×10-6×5500/3=0.005mm

　　其不可靠性由经验估计为5%,得其自由度为

　　(2)由双频激光干涉仪材料温

　　度传感器误差估算引入的不确定度分量u(x2)

　　双频激光干涉仪能自动检测材料的温度,并根据输入的材料的温度膨胀系数自动补偿,且材料的温度传感器误差Δt不超过±0.1°。u(x2)为B类不确定度,视为均匀分布,则k= 3,L为最大量程,本仪器为L=5500mm,Δt=±0.1°,β为材料手册界限体膨胀系数,对于钢材,β=11.2×10-6,则u(x2)=a2/3=ΔtLβ/3=0.1×5500×11.2×10-6/3=0.004mm,其不可靠性为20%,与v1同理,其自由度为v2=≈12。

　　(3)由分辨率和对零误差分别引起的不确定度分量u(x3)和u(x4)

　　两者均为B类不确定度,视为均匀分布,则k= 3,分辨率为0.16×10-3mm,a3=a4=12×0.16×10-3mm,已经相当小了,且其不可靠值可看为0,它对测量结果几乎没产生影响,故u(x3)和u(x4)可忽略不计。