量仪测力仪示值误差测量结果的不确定度评定

数显量仪测力仪示值误差测量结果的不确定度评定一、概述1、测量方法：依据JJF1134－2005《专用工作测力机校准规范》；2、环境条件：温度（10～35）℃，湿度：≤85%RH；3、测量用标准：标准测力砝码；4、被检对象：分辨力为0.1N和0.01N量仪测力仪；5、测量方法：按照JJF1134－2005《专用工作测力机校准规范》的规定，仪器校零后，用标准测力砝码在各个校准点进行进程和回程示值的校准，读数值与标准值之差即为绝对误差，绝对误差与标准值之商即为相对误差。6、评定结果的使用在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。二、数学模型1、数学模型：示值误差公式：sFF式中：——测力仪示值误差；F——仪器的测量值；sF——标准测力砝码的标准值。2、合成标准不确定度评定)()(222221scFucFucu灵敏系数：11Fc，12sFc由于F与FS彼此相互独立，因此)()(22scFuFuu三、标准不确定度分量评定经多次改变测力砝码在测力仪工作面上的极限放置和中心位置，改变检测温度的情况下，证明测力仪的示值重复性都非常优异，因此，主要考虑以下两个方面的因素。1、标准不确定度分量)(sFu使用标准测力砝码时，mgF，式中，泉州地区的重力加速度取g=9.7984N/Kg，由于g的准确度很高，故其不确定度可以忽略不计。因此，标准测力砝码力值sF的不确定度就是其质量sm的不确定度：NmuFuss610)(7984.9)(标称值（N）质量值的标准不确定度U（mg）k=2力值的不确定度（N）0.10.62.94E-060.20.83.92E-060.514.90E-0611.67.84E-06231.47E-05583.92E-0510167.84E-0515231.13E-042、被校量仪测力仪的重复性引入的标准不确定度分量)(Fu取一稳定的分辨力为0.01N的（0～15N）SLC型数显量仪测力仪，在各校准点在重复性条件下连续测量10次，经检测其5N处的数据如下，用贝塞尔公式计算其标准偏差s：序号测量值（N）15.0125.0135.0245.0155.0165.0175.0185.0195.01105.01平均值5.011s0.0032量仪测力仪的分辨力引入的标准不确定度分量，在宽度为0.01N的范围内等概率分布，则NFu0029.03201.0)(以上两者中，取大者，则NFu0032.0)(四、合成标准不确定度)()(22scFuFuu标称值（N）质量值的标准不确定度U（mg）k=2力值标准不确定度（N）重复性（N）合成标准不确定度（N）扩展不确定度（N）k=2相对扩展不确定度k=20.10.62.94E-060.00290.00290.01/0.20.83.92E-060.00290.00290.01/0.514.90E-060.00290.00290.01/11.67.84E-060.00290.00290.01/231.47E-050.00290.00290.00580.29%583.92E-050.00320.00320.00640.13%10167.84E-050.00320.00320.00640.06%15231.13E-040.00320.00320.00640.04%)(sFu)(Fu)(cucu五、扩展不确定度cukU，2k由上述分析，可得量仪测力仪示值误差的扩展不确定度主要来源于被检测力仪的重复性，其结果如下：F=0.1N～1N时，U=0.01N，k=2六、相对扩展不确定度FUUrel/，2k当F=2N时，Urel=0.29%,k=2当F=5N时，Urel=0.13%,k=2当F=10N时，Ure=0.06%,k=2当F=15N时，Urel=0.04%,k=2