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落锤式冲击试验机测量不确定度评定.doc

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落锤式冲击试验机测量不确定度评定.doc
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落锤式冲击试验机校准结果的测量不确定度评定一、概述1.检定依据JJG1445-2014《落锤式冲击试验机校准规范》。2.检定环境温度(10~35)℃,3.测量标准a)电子天平,TC30KH,最大允许误差不超过±1g,b)钢卷尺,5m,最大允许误差不超过±1mm,c)速度测量装置,(1~10)m/s,最大允许误差不超过±0.5%。4.被检对象非金属落锤式冲击试验机。5.校准方法5.1在规定条件下,用电子天平直接测量落锤质量,重复测量 3次,取 3次测量的算术平均值作为落锤质量 m;5.2在规定条件下,用钢卷尺直接测量跌落高度,重复测量 3次,取 3次测量的算术平均值作为跌落高度 h;5.3在规定条件下,用速度测量装置测量落锤接近冲击点时的冲击速度,重复测量 3次,取 3次测量的算术平均值作为落锤冲击速度 v。6.评定结果的使用符合上述条件的测量结果,一般可参照使用本不确定度的评定方法。二、数学模型依据上面的测量方法,得到如下数学模型:1.落锤质量nmnii12.跌落高度 nhni13.落锤冲击速度 nvni14.能量损失hgv213、标准不确定度分量的计算1、落锤质量 m的标准不确定度分量 评定)(mu的标准不确定度主要来源于两个方面,其一是电子天平不准确引入的)(u不确定度分量 uδm ,其二是落锤质量测量重复性引入的不确定度分量 uRm。1.1由电子天平不准确引入的不确定度分量 uδm ;采用 B 类方法评定,已知电子天平的最大允许误差为±1.0g ,故半宽为1.0g,服从均匀分布,包含因子 ;因此: uδm = =0.58g3k30.1g1.2落锤质量测量重复性引入的不确定度分量 uRm;采用 A 类方法进行评定,用电子天平在重复性条件下,对一 3kg 落锤连续进行 3 次测量,得到实测值的测量列:测得值为 3000g,3001g ,3002g,极差R=(3002-3000 )g=2g,估计服从正态分布,则单次测量结果的实验标准差 s:2/1.69=1.2gsCR实际测量中测量 3 次,因此 uRm= 0.69g31.3合成标准不确定度 的评定)(mc= =0.9gu2Rmu2、跌落高度 h的标准不确定度分量 评定)(h的标准不确定度主要来源于两个方面,其一是钢卷尺不准确引入的不)(u确定度分量 uδh ,其二是跌落高度测量重复性引入的不确定度分量 uRh。2.1由钢卷尺不准确引入的不确定度分量 uδh ;采用 B 类方法评定,已知钢卷尺的最大允许误差为±1.0mm,故半宽为1.0mm,服从均匀分布,包含因子 ;因此: uδh = =0.58mm3k30.1m1.2钢卷尺测量重复性引入的不确定度分量 uRh;采用 A 类方法进行评定,用钢卷尺在重复性条件下,连续进行 3 次测量,得到实测值的测量列:测得值为 1500mm,1501mm,1502mm,极差R=(1502-1500)mm=2mm,估计服从正态分布,则单次测量结果的实验标准差s:2/1.69=1.2mmsCR实际测量中测量 3 次,因此 uRh= 0.69mm31.3合成标准不确定度 的评定)(hc= =0.9mmu2Rhu3、落锤冲击速度 v的标准不确定度分量 评定)(的标准不确定度主要来源于两个方面,其一是冲击速度测量重复性引)(u入的不确定度分量 uRv,其二是速度测量装置不准确引入的不确定度分量uδv 。3.1由速度测量装置测量重复性引入的不确定度分量 uRv;采用 A 类方法进行评定,用速度测量装置在重复性条件下,连续进行 3 次测量,得到实测值的测量列:测得值为 5.40m/s,5.41m/s,5.41m/s,极差R=(5.41-5.40 )m/s=0.01m/s,估计服从正态分布,则单次测量结果的实验标准差 s:0.01/1.69=0.0059m/ssCR实际测量中测量 3 次,因此 uRm= 0.0034m/s33.2由速度测量装置不准确引入的不确定度分量 uδv ;采用 B 类方法评定,已知速度测量装置的最大允许误差为±1%v, =5.41m/s,故半宽为 0.0541m/s,,服从均匀分布,包含因子 ;3k因此: uδv = =0.0312m/s,30.541m/s3.3合成标准不确定度 的评定)(vc= =0.03m/s。u2Rvu四、能量损失 η 的标准合成不确定度 评定)(cu由公式: 得hgv21灵敏系数为:C1,η - =- =-0.037m/s,v501.894C2,η = =0.66m-1h2g2.所以 η 的标准合成不确定度 为:)(cu= =1.16%)(cu2,2,1hv5、扩展不确定度的评定取包含因子 k=2扩展不确定度为: U =k× =2×1.16%=2
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