矿用风表不确定度.doc

风速表测量结果的不确定度评定一、测量过程简述1、测量依据：JJG（煤炭）01-96矿用风速表检定规程。2、测量环境条件：矿用风洞工作的环境温度为（535）；测试室的环境温度为（205）；检定一只风速表环境温度变化不应超过1。3、测量标准：矿用风速测量仪表检定装置。4、被测对象：矿用风速表，测量范围为（0.830）m/s。5、测量方法：按照检定规程要求将风速表垂直于气流轴向放置在风洞中，启动风机，采用递增法调节风速。检测每一个风速点时，待风速稳定后，同时测取实际风速值和被检风速表示值。实际风速值是通过读取温度、大气压力和动压值，根据下式算出：，式中：为实际风速值，m/s； 为第二工作段与第一工作段的平均风速比； 为实际动压值，Pa； 为空气密度，kg/m3； 为皮托管校准系数； 为大气压力，Pa； 为温度，K。二、数学模型基本误差：式中：为实际风速值，m/s； 为被测风速表显示值，m/s。三、各输入量的标准不确定度评定1、输入量的不确定度的评定输入量的不确定度来源主要是对风速表进行重复性测量引入的，采用A类方法进行评定，测量环境：温度20、大气压力100875Pa，在测量点15m/s做10次重复性测量得到数据如下（m/s）：15.12，15.14，15.21，15.16，15.12，15.19，15.15，15.22，15.17，15.18。单次测量实验标准差=0.035m/s任选三块同类型的矿用风速表分别在5m/s，15m/s，25m/s测量点按照上述方法进行重复性测量，得到单次试验标准差，如下：测量点5m/s15m/s25m/s实验标准偏差（m/s）0.0340.0350.0350.0340.0360.0360.0350.0350.035合并样本标准偏差：=0.035m/s在实际测量过程中，每个测量点连续测量2次，以平均值作为测量结果，所以其平均值标准不确定度为：=0.025m/s则其自由度：=9（101）=812、输入量的不确定度的评定输入量的不确定度主要由测量动压值的高精度微差压传感器引入的不确定度，皮托管引入的不确定度，测量温度的温度传感器引入的不确定度和测量大气压力的大气压力表引入的不确定度四部分组成。2.1、高精度微差压传感器引入的不确定度标准装置测量动压值采用的是高精度微差压传感器，经上级检定部门检定，扩展不确定度为0.4Pa，k=2，所以=Pa=0.2Pa取置信概率90%，则=50。2.2、皮托管引入的不确定度标准装置使用的皮托管经上级检定部门检定，给出的皮托管校准系数为1，扩展不确定度为0.02m/s，=1.984，则皮托管引入的不确定度：=0.010m/s取置信概率95%，则=100。2.3、温度传感器引入的不确定度标准装置测量温度使用的是温度传感器，经上级检定部门检定，给出的=0.075（=2），则温度传感器引入的不确定度：=0.0375取置信概率90%，则=50。2.4、大气压力表引入的不确定度测量大气压力采用的是大气压力表，经上级检定部门检定，给出的最大误差为100Pa，均匀分布，所以=Pa=57.737Pa取置信概率90%，则=50。2.5、输入量的不确定度的计算输入量的各影响量互不相关，根据装置的第二工作段与第一工作段的平均风速比为2，推出引用系数K=11.98，则测量点为15m/s，温度20、大气压力100875Pa=0.014m/sPa-1=1=0.026m/s-1=7.410-5m/sPa-1所以输入量的不确定度=0.012m/s=192四、合成标准不确定度的评定1、灵敏系数=1=12、各不确定度分量汇总及计算表标准不确定度分量不确定度来源不确定度(m/s)(m/s)重复性测量0.02510.02581实际风速测量0.01210.0111923、合成标准不确定度输入量与彼此独立不相关，所以则合成标准不确定度：=0.028m/s4、合成标准不确定度的有效自由度=125取=100五、扩展不确定度的评定取置信概率p=95%，按有效自由度=100查t分布表得kp=t95（100）=1.984，则扩展不确定度为：U95=kpuc=1.9840.028