HGT-1000型容重器容积测量结果的不确定度分析

　　0 引言

　　测量不确定度是合理赋予被测量之值的分散性与测量结果相联系的参数。一个测量结果只有附上不确定度才是完整和具有实际意义的。而正确地分析和评定测量结果的标准不确定度需要进行仔细地分析和研究, 并制定科学的测量方案, 同时, 采用准确、高效的数据处理方法也是应该考虑的问题。作者系统地分析了HTG-1000 型容重器容积测量结果的标准不确定度的影响因素, 为了避免测量数据的相关性, 测量时采取了一些方法。本分析为同类标准器具测量结果的不确定度评定和数据处理方法等方面提供了一定的参考作用。

　　1 测量条件及方法

　　环境条件: 温度为20±5℃。被检容量筒和量具、量块均须达到检定温度后方能开始测量。测量标准: 四等砝码, 扩展不确定度U=0.07mg, 包含因子K=2。(0- 25)mm 外径千分尺, 最大允许误差≤±0.004mm; (70- 100)mm外径千分尺, 最大允许误差≤±0.004mm; (80mm,8.5mm) 五等量块, 不确定度 U=0.001mm, 包含因子K=2;(50- 160)mm 内径百分表, 最大允许误差≤±0.02mm。被测对象:HGT- 1000 型容重器; 容量筒容积:1000ml±1.0ml。

　　筒的容积测量, 按规程规定, 测出筒的深度和内径, 计算容积后与标称值相减, 得容积的误差。测量时为了避免数据的相关性, 分别测量筒内的 0°( 任选一点) 、60°、120°方位角处的内径, 测量内径时, 每测一次, 用量块重新确定杠杆百分表的零位,使其尽量不相关或弱相关[1,2]。

　　2 数学模型和输入量的标准不确定度评定

　　2.1 数学模型

式中: V—容重筒的容积; d—容重筒的内径; h—容重筒的有效深度。π的取值为3.1416, 由π导致的不确定度u (π) 可略而不计。

　　2.2 输入量内径d 的标准不确定度u()的评定

　　分别测量筒内和高度处测内径d,并在各深度处的0°、60°、120°方位测量, 每点测10次, 测量列dij(mm), 其值如表1所示。

　　单次试验标准差公式为，计算结果如表2 所示。

　　合并样本标准差:实际测量中, 在重复性条件下连续测量三次, 以三次测量值的算术平均值作为的测量结果, 则测量重复性产生的标准不确定度

　　2.3 输入量筒深h 的标准不确定度u(h)

　　由深度游标卡尺首先测量量筒排气锤到筒上沿的尺寸h₁, 然后再测量插板到筒上沿的尺寸h₂和板的厚度h₃, 并用塞规测量插板下平面的间隙h₄, 计算筒深 h(h=h₁- h₂- h₃- h₄), 在筒内0°、60°和120°不同方位进行测量, 每个测量点测10 次, 得到测量列hij(i—3 个方位,用1, 2, 3 表示; j—各测点的测量次数, 共测10 次) ,其值如表3 所示。可得各测点的算术平均值分别为:h₁j=162.33, h₂j=162.49, h₃j=162.51。单次试验标准差计算结果如表4。合并样本标准差SP=0.019。