扭矩扳手的测量结果不确定度评定

　　1　概述

　　1. 1　测量依据: JJG707-90《扭矩扳子检定规程》。

　　1. 2　环境条件:温度(20±5)℃,湿度≤85%

　　1. 3　测量标准:数显扭矩仪检定装置,精度为1级

　　1. 4　被检对象: 3级及以下扭矩扳手,现取一块3级的:定值扭矩为30Nm的扭力扳手在20℃下进行检测评定。

　　1. 5　测量方法:扭矩扳手的检定采用直接测量,即将

　　被测对象的扳接头同轴连接到扭力仪的承扭孔内,预扭后调整扭矩标准器的零位,将扳手设置为测量点。用加载装置缓慢平稳地施加扭矩,使被测对象产生动作,在承扭孔产生一个反作用扭矩。通过传感器产生信号,提供到显示装置,显示扭矩值。通常影响测量不确定度的因素有以下几方面:

　　(1)标准器的测量不确定度;

　　(2)调零电位器的温度稳定性;

　　(3)环境条件的影响;

　　(4)被检扭矩扳手的变动性;

　　(5)测量重复性;

　　(6)人员操作的影响等。

　　2　数学模型

　　数学模型:

　　式中:e—扭矩扳手在测定点的示值误差;

　　M_m—扭矩扳手在测量点的标称值;

　　—扭矩标准器对相应被测扭矩扳手动作时测量值的算术平均值。

　　3　测量不确定度来源

　　3. 1　标准器示值误差产生的标准不确定度(用B类方法评定)。

　　3. 2　测量重复性产生的误差,用A类方法评定。

　　3. 3　由环境温度、湿度等引起的误差,由于在室温下检定,故在计算中可忽略不计。

　　4　测量结果的标准不确定度

　　4. 1　标准器的标准不确定度u₁

　　标准器的标准不确定度分量按B类不确定度评定。标准器的示值误差限为W=1%,按线性分布规律计算在测量点的此分项标准不确定度值,此为均匀分布,区间半宽为W×MS,其中MS为测量值,所以:

　　4. 2　重复性测量的标准不确定度u₂

　　此不确定度由合并样本标准差来确定,用A类方法评定,在室温(20±2)℃,湿度(70~80)%的实验室条件下,取NBD型准确度等级为4级的扭矩扳手,预置30Nm,用该检定装置连续检定十次,所得数据Mi如下(Nm): 30. 04、29. 94、29. 82、29. 96、30. 08、29. 95、30. 12、29. 86、29. 80、29. 98。

　　用贝塞尔公式求得单次测量标准差为:

　　4. 3　合成标准不确定度

　　合成标准不确定度的有效自由度

　　4. 4　扩展不确定度

　　取置信概率P=95%,有效自由度为52查t分布得k95=1. 67