燃油加油机检定装置的不确定度分析

来源:用户上传      作者: 原秀丽

　　误差主要来源于装置误差、人员误差、方法误差和环境误差。下面用100L金属量器检定燃油加油机为例进行不确定度分析。
　　1.装置误差(来源于标准量器)
　　标准量器的不确定度u1表示;
　　按照JJG443―2006燃油加油机国家计量检定规程的规定,燃油加油机的检定设备是金属量器,其容量为100L,标准量器的允许误差必须小于加油机允许误差的1/5。燃油加油机的允许误差为±0.3%,故此选用三等(不确定度为0.5×10-3)的金属量器即可满足检定要求,但为了提高检定结果的准确度,在运算过程中多数均选用二等量入式金属标准量器,二等标准量器的总不确定度为2.5×10-4,
　　故此:u1=0.025%。
　　2.人员误差(来源于标准量器的示值读数)
　　读数误差的不确定度用u2表示;
　　如果指示装置的分辨率为δx,则存在着等概率,对于分辨率小于δx的装置,任何激励都将给出同一示值,方差即为宽度δx的矩形概率的方差;u2=(δx)2/12,其标准不确定度u2=0.29δx。
　　金属标准量器的最小分辨率δx,按规定不得大于金属标准量器总不确定度的1/5,二等金属标准量器的总不确定度为0.025% 所以读数误差的标准不确定度:
　　u2=0.29δx
　　=0.29×(0.00025/5)=0.0000145
　　即:u2=0.001%
　　3.方法误差(标准量器的残留量)
　　方法误差的不确定度用u3表示;
　　按照检定规程的规定,二等金属标准量器使用时,当液体排空后,在滴流状态下需等2min后关闭阀门再进行使用,以此达到每次使用时标准量器内液体残留的一致程度。但在正常检定过程中由于使用的人员的操作方法及等待时间的差异,避免不了要产生一定程度的误差,经试验得知100L标准量器的最大残留量为±0.002L。
　　残留量的标准不确定度:
　　u3=0.002/100 =0.00002
　　u3=0.002%
　　4.环境误差(油品温度的变化)
　　温度引起标准器体积的不确定度用u4表示:
　　设燃油加油机计量器内的油温为tJ(用油枪口处的油温代替), 标准量器内的油温为tB。输入到标准量器内的油品,在其各部位的温度基本是均匀分布的。标准量器的材质是1铬18镍9钛不锈钢,其材质的体膨胀系数β=50×10-6℃-1,当油温每变化1℃时,所引起标准量器体积变化的不确定度为:
　　u=β×(tB-20)
　　=50×10-6×(21-20)
　　=0.00005
　　因检定环境温度的变化不能超过5℃,我们将其极限值定为5℃时:则u4=0.00005×5=0.00025,
　　即u4=0.025%
　　5.计量标准装置的误差分析及总不确定度U
　　在燃油加油机的计量检定装置中,经过上述误差分析已找出各项误差的标准不确定度。以上四项误差中的第1、2、3项误差均为正态分布,第4项为均匀分布。四项中有三项为正态分布,一项为均匀分布,因此可近似为正态分布。于是,置信水平(概率)约为95%,其置信因子k=2。
　　现按扩展不确定度进行计算,扩展不确定度U又称为总不确定度。他可用合成标准不确定度uc(y)乘以覆盖因子(类似置信因子)k,即可得出:
　　
　　该燃油加油机计量检定装置的扩展不确定度极为:
　　
　　(编辑/永安)

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