赤峰市自來水總公司 吳志東 測(cè)量不確定度表征合理地賦予被測(cè)量值的分散性,是與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。此參數(shù)可以是諸如標(biāo)準(zhǔn)偏差(或其倍數(shù)),或說明了置信水準(zhǔn)區(qū)間的半寬度。測(cè)量不確定度一般由多個(gè)分量組成。一些成分可以由測(cè)量列結(jié)果統(tǒng)計(jì)分布估算,也可用標(biāo)準(zhǔn)差表征;另一些用基于實(shí)驗(yàn)或其它信息的概率分布來估算,也可用標(biāo)準(zhǔn)偏差表征。 對(duì)測(cè)量設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)和檢定后,要出具校準(zhǔn)證書和檢定書,按照IOS/IEC導(dǎo)則25和ISO/IEC導(dǎo)則45的規(guī)定應(yīng)給出測(cè)量結(jié)果和測(cè)量不確定度。在研制測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及制定計(jì)量檢定方法時(shí),也要評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度。 水平校驗(yàn)計(jì)量裝置同樣需要評(píng)定不確定度。 用對(duì)觀測(cè)列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法來評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度,稱A類評(píng)定,而用不同于對(duì)觀測(cè)列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法來評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度,稱B類評(píng)定。 為了最精確地評(píng)定出水表校驗(yàn)裝置的不確定度,根據(jù)其計(jì)量特點(diǎn)采用了A類和B類相結(jié)合的評(píng)定方法是比較科學(xué)的。 選用φ15mm旋翼式冷水表,依據(jù)JJGl62-85檢定規(guī)程,在20℃室溫下進(jìn)行,水質(zhì)清晰并防震,防磁均符合檢定要求,對(duì)本單位水表中心校驗(yàn)裝置進(jìn)行測(cè)量,采用容積法建立數(shù)學(xué)模型如下: δ=(V示-V實(shí))/V實(shí)×100% 其中:δ——示值誤差 V示——水表計(jì)數(shù)器讀數(shù) V實(shí)——標(biāo)準(zhǔn)量器標(biāo)R讀數(shù) 一、輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定 1、V示的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 主要是由水表的測(cè)量不重復(fù)性而來,采用A類評(píng)定方法,取一塊水表,對(duì)Xi在重復(fù)條件下進(jìn)行n(10)次測(cè)量,列表如下: 測(cè)量次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | Xi(L) | 101.20 | 100.95 | 100.97 | 100.99 | 101.10 | 101.15 | 101.21 | 101.23 | 101.08 | 100.98 |
 取m(10)塊水表重復(fù)上述測(cè)量,并求得S(X),列表如下: 水表 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | Si(L) | 0.11 | 0.10 | 0.11 | 0.13 | 0.12 | 0.10 | 0.11 | 0.12 | 0.12 | 0.12 |
標(biāo)準(zhǔn)偏差的平均值 則U(V實(shí))=SP=0.12(L) 自由度v=m(n-1)=90 2、V實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 ①工作量器的示值最大誤差土0.1%,故有δA=0.1%。又其結(jié)果均勻分布K=(3)0.5,所以 UA=100×0.1%÷30.5=0.058(L) 相對(duì)不確定度Δ[U(Xi)]/U(Xi)估計(jì)為10%,則自由度VA=50。 ?、诠浪闩凶x誤差用標(biāo)準(zhǔn)量器的刻度精度來評(píng)定。標(biāo)準(zhǔn)量器的最小刻度為0.02L,用其十分之二進(jìn)行評(píng)定,其結(jié)果也呈均勻分布K=(3)0.5,則有: UL=0.02÷ 10÷ 30.5=0.001(L) Δ[U(Xi)]/U(Xi)估計(jì)為10%,則自由度VA=50。 ?、酃ぷ髁科饔?jì)量重復(fù)性:取一塊水表,測(cè)量10次公稱流量段,測(cè)量容積值如下表: 測(cè)量次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 容積值 | 101.45 | 101.40 | 101.41 | 101.35 | 101.25 | 101.20 | 101.19 | 101.25 | 101.24 | 101.30 |
用極差法確定δD如下:δD =(Vmax-Vmin)/dn = 0.088(L) 其中:δD——計(jì)量重復(fù)性誤差 Vmax——最大容積值 Vmin——最小容積值 dn——極差系數(shù)(查表求得其值為2.97) 則有:UD = δD =0.088(L) Δ[U(Xi)]/U(Xi)估計(jì)為10%,則自由度Vn=50。 V實(shí)的各不確定度分量列表如下: 序號(hào) | 不確定度分量 | 自由度 | | 來源 | 符號(hào) | 數(shù)值(L)) | 符號(hào) | 數(shù)值 | | 1 | 工作量器 | UA | 0.058 | VA | 50 | | 2 | 判讀誤差 | UL | 0.001 | VL | 50 | | 3 | 計(jì)量重復(fù)性 | UD | 0.088 | VD | 50 |
 二、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算 f(V實(shí),V示)是關(guān)于變量V實(shí),V示的函數(shù),有下式: f(V實(shí),V示)=(V示-V實(shí))/V實(shí)=V示/V實(shí)-1 分別對(duì)V示和V實(shí)求偏導(dǎo),即得靈敏系數(shù)。  對(duì)各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度和它們的靈敏系數(shù)列表如下: | 數(shù)值(L) | Ci(L-1) | |Ci|Ui | 自由度 | | U(V實(shí)) | 0.12 | 0.01 | 0.0011 | 90 | | U(V實(shí)) | 0.11 | -0.01 | 0.0012 | 102 |
則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度Uc計(jì)算如下:  三、擴(kuò)展不確定度的計(jì)算 Veff=100,取置信概率P為95%,查表得知包含因子K值為1.984 則擴(kuò)展不確定度U計(jì)算如下: U=KUc=0.0016×1.984=0.0032=0.32% 參考文獻(xiàn) JJF1059-1999測(cè)量不確定度評(píng)定與表示 北京:中國(guó)計(jì)量出版社 1999 JJF1001-1998通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義 北京:中國(guó)計(jì)量出版社 1998 JJG162-85水表及其試驗(yàn)裝置檢定規(guī)程 林景星 陳丹英編 計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí) 北京:中國(guó)計(jì)量出版社 |