秒表检定测量不确定度的评定

　　在国民经济、国防建设、科学研究和社会生活中,人们每天都在进行大量的测量工作, 测量的结果是否可信, 测量的质量如何评定, 这是计量测量技术中的重中之重。但被测量真值只是一个理想化的概念, 实际上往往难以操作或是未知量, 而可以看到的只是实际的测量结果和测量结果的变化。在 ISO10012 测量认证体系中, 重新引入了“测量不确定度”的概念, 其被定义为“表征合理地赋予被测量之值的分散性, 与测量结果相联系的参数”。利用它进行测量水平或质量的评定是计量界在总结大量测量实践和误差理论的基础上进行大量研究的一个重要成果。测量不确定度是评定测量水平的指标, 是判定测量结果质量的依据, 它对科研、生产、商贸和国际技术交流等诸多相关测量领域影响甚大, 具有现实的重要意义。本文结合笔者长期工作的实践, 对秒表日时差的测量不确定度和秒表示值测量的不确定度评定做初步的探讨。

　　1 秒表日时差测量的不确定度评定

　　1.1 测量原理及数学模型

　　一天等于86400s, 采用秒表检定仪测量时间间隔差。此秒表检定仪的晶振频率f0为1MHz, 准确度为5×10^-8, 晶振的日频率波动为9×10^-8, 计数器的分辨力为0.01s。用秒表检定仪测量被测表指示τ秒时间间隔内时间差为Δt, 现设定秒表时间间隔τ为8h, 即28800s

式中: Sd- 日时差;

　　t₀- 秒表检定仪设定的标准时间;

　　t- 被测量表的读数;

　　τ- 被测表上读取的取样时间;

　　c- 一天以秒为单位的时间, c=86400s;

　　1.2 测量不确定度的评定

　　在日时差测量中Δt, τ, c 互不相关, 由不确定度传递律可得到合成标准不确定度

　　u( τ) 为被测表的时间分辨力引入的标准不确定度分量;u( Δt) 为时间间隔内时差测量引入的标准不确定度。

　　1.3 实际测量过程

　　测量依据: JJG238- 1995 数字式时间间隔测量仪检定规程;

　　测量对象: 分辨力为0.01s 的电子秒表;

　　测量设备: 秒表检定仪, 晶振频率为 1MHz, 频率准确度为5×10^-8, 晶振的日频率波动为9×10^-8, 秒表检定仪的计数器的分辨力为0.01s。

　　测量程序: 按操作规程开启设备, 设定时间间隔为8h(28800s), 测得被测表在28800s 时间间隔内的时间差见表1。

　　该电子秒表的日时差为:

　　1.4 实际测量结果的测量不确定度评定

　　①时间间隔内时差A 类标准不确定度uA( Δt) 评定:

　　②时间间隔内B 类标准不确定度uB( Δt) 评定:

　　根据省计量测试研究院的校准报告, 秒表检定仪的相对测量不确定度Urel=5×10^-7s, 包含因子k=3, 则秒表检定仪不准确产生的B 类标准不确定度为: