0.3级标准测力仪测量结果不确定度评定

杨小红 贺旭东

衡阳市计量测试中心

1. （测量方法）概述

   1. 测量依据：JJG 475-2008 电子式万能试验机

   2. 环境条件： 温度： 22.6 ℃ 湿度 42.8 %RH

   3. 测量标准：0.3级标准测力仪（型号规格：C3S2U/10KN 编号：07 ）。

   4. 测量对象：1级电子式万能试验机（型号规格：CMT-10/10KN 编号：8313 ）。

   5. 测量过程

依据JJG 475-2008，在规定环境条件下，用标准测力仪对试验机5kN、10kN点进行测量，以标准测力仪为准读取试验机指示装置的示值，重复测量三次，以三次测量结果的算术平均作为测量结果，依据JJF 1059.1-2012对测量结果进行不确定度评定。

2. 数学（测量）模型

（1）

式中： ——试验机示值相对误差，%；

——试验机第 个测量点3次测量结果的算术平均值，N或kN；

——标准测力仪的标准力值，N或kN。

3. 方差和灵敏度系数

数学模型公式（1）中各输入量彼此独立不相关，其则：

（2）

灵敏系数为：

，

4. 影响量（输入量）的标准不确定度评定

   1. 测量重复性引入的不确定度分量

对1级电子式万能试验机的5kN、10kN测量点，在相同条件下进行3次重复测量，在5kN测量时，3次测得值分别为：5018.62N,5018.55N,5018.51N. 在10kN测量时，3次测得值分别为：10027.4N,10027.6N,10027.4N.从测得值中找出最大值F_ima和最小值F_imin，得到极差R=F_ima－F_imin，；根据测量次数查表得到C=1.69，按均匀分布，取包含因子k= ，按公式（1）计算由测量重复性引入的不确定度分量 ，计算中数值的引用及计算结果如表1所示。

（1）

各测量点的测量数据及重复性引入的不确定度如表1所示。

表1 的评定

测量点 （ N ）	试验机示值极差R （N）	测量重复性引入的不确定度 （N）
5000	0.11	0.038
10000	0.20	0.068

1. 2. 零点误差引入的不确定分量

根据万能试验机不同测量点的测量结果，确定测量点的回零误差，按均匀分布，取包含因子k= ，按照公式（2）计算由此引入的不确定度分量 ，计算中数值的引用及计算结果如表2所示。

（2）

表2 的评价

标准负荷FN （N）	试验机示值Fi （N）	回零值F0 （N）	零点误差引入的标准不确定分量 （N）
10000	10027.4	-0.01	-0.0058

1. 3. 试验机指示装置分辨力引入的不确定分量

试验机指示装置分辨力r=0.01N，按均匀分布，取包含因子k= ，按照公式（3）计算由此引入的不确定度 ,计算中数值的引用及计算结果如表3所示。

（3）

表3 的评定

指示器分辨力r （N）	试验机指示装置分辨力引入的标准不确定分量 （N）
0.01	0.0029

1. 4. 标准测力仪引入的不确定分量

0.3级标准测力仪的最大允许误差ɑ=±0.3%,按均匀分布，取包含因子k= ，按照公式（4）计算由此引入的不确定度 ，计算中数值的引用及计算结果如表4所示。

（4）

表4 的评定

标准负荷F （N）	标准测力仪引入的不定度分量 （N）
5000	8.66
10000	17.32

5. 合成标准不确定度的评定

各输入量影响因素互不相关，因此其合成标准不确定度按公式（5）进行计算，将上面得到的各测量点各分量的计算结果代入，可得到各测量点测量结果的合成标准不确定度，见表5。

（5）

表5 u_c的评定

标准负荷F （N）	合成标准不确定度的评定uc （ % ）
5000	0.17
10000	0.17
注：合成标准不确定度时，因 < ，只取 值

6. 扩展不确定度的评定

依据JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》取包含因子k=2，则：

测量点为5000N时，U_rel=0.3%, k=2；

测量点为10000N时，U_rel=0.3%, k=2。

7 测量结果不确定报告

测量点为5000N时，所得的测量值为5018.56N，测量结果表示为：

，k=2；

测量点为10000N时，所得的测量值为10027.47N，测量结果表示为：

， k=2；