摆锤式冲击试验机示值误差测量结果
的不确定度评定
1 概述
111 测量方法 :依据 JJG145 —2007摆锤式冲击试验机 检定规程 》。 112 环境条件 :室温 ( 15～25 ) ℃。
2 113 测量原理 : 该检定装置是将初始势能 m gh转化为动能 1 m v, 该 动 能 作 用 于
被 测 试 件 后 会 有 一 损二耗 ,然后该动能转化为终势能 ,初始势能与终势能之 差即
) 。为被测 物 件 抗 冲 击 能 力 的 指 标 , 可 以 在 度 盘 上 直接读出 (单位 : 焦 尔 , J 其 中
初 始势 能 m gh 是 决 定因素 ,检定 中 主 要 检 定 冲 击 常 数 Fd: F (摆 锤 在 水 平位置产生的力 F = m g, g是本地重力加速度为恒量17868m / s2 )和d (力的测量点至通过摆轴轴线铅垂面的距离 ) 。 2 数学 模型
e =M - MM （1） e =M F M d - (M F M d +M安装 ) （2）
e = gM m M d - ( gM m M d +M安装 ) （3） 式中 : e:摆锤冲击试验机冲击常数在测量点的示值误差Fd:冲击常数 。 MM :摆锤冲击试验机冲击常数在测量点的标称值 。 M :本检定装置在相应测量点测得摆锤冲击试验 机冲击常数示值的算术平均值 。
M安装 :摆锤冲击试验机安装引起的误差 。 对 ( 3 )式全微分 ,则 :
de = ( g M m d M d+ g M d d M m ) -( gM m dM d+gM d dM m + dM安装 )
对于本文研究的常用检定点来说 : M m ≈M m = 221012 kg M d≈ M d = 018m 2（e ) =M μ M μ + ( g M μ Mm) 2+( gM mμM d )2
μΜ ) 2 + (μgM M安装) +（
2
3 标准不确定度分量的计算 ( 1 )μM 项 : M 的相对极限差为 ±0104 % 相对不确定度取 10 % ,
210 % ) = 50, p = 95 , t分布 , B 类查得 k = v =2 ×( 2101 ,μM % ×221012 m =0104
kg= 4138 ×
2101 10 kg ( 2 )μM : 0105mm正态分布 , v2 = ∞, p = 99 ,查得 k d 项 :在检定 M d 点的极限差为
- 3
= 21576 , B 类M d =0105 ×10 m = 1194 ×10 m 21576 ( 3 )μM安装 :安装相对误差限为 ±011 %
均匀分布 , k = 3 ,相对不确定度取 20 %则有 :
v3= 1 = 1215 , B 类 M安装
2 2 ×( 20 % ) ( ) μM 项 :选三件稳定性好的摆锤冲击试验机 ,用测长尺对 018m 4 点进行检定 , (单位 : mm )
单次实验标准差 si =
由此得到 3组单次实验标准差 ,计算结果如表 1 所示 : 表 1
合并样本标准差 :
实际测量情况 ,每次测量以测量点 的 3 次测量值的算术平均值为该次被测示值平均值 M ,因此有测量重复性产生的标准不确定度 :
( 5 )μM m 项 :选三件稳定性好的摆锤冲击试验机 ,用摆锤测重仪对 221012 kg点进行检定 (单位 : kg)
由此得到 3 组单次实验标准差 ,计算结果如表2所示 :单次实验标准差 si ( kg)1 = 0103 S2 = 0103s3 = 0102
实际测量情况 ,每次测量以测量点的 3 次测量值的算术平均值为该次被测示值平均值 M ,因此有测量重复性产生的标准不确定度 :
4 标准不确定度汇总表 (表 3 )
表 3
5 合成不确定度计算
μ( e)= 01165J veff = 4319
查 t分布 ,得 t95 ( 40 ) = 2102
U95=t95 ( 40 ) 1μ( e) = 2102 ×01165J = 01333J
6、扩展不确定度的计算
7、报告与表示 :
摆锤式冲击试验机检定装置的扩确定度为 : U95 rel = 01193 % , veff = 4319
参考文献
[ 1 ] JJG145 —82《摆锤式冲击试验机检定规程 》1 [ 2 ] JJF1059 - 1999《测量不确定度评定与表示 》1
