经纬仪检定装置计量标准技术报告.doc

计量标准技术报告 计 量 标 准 名 称： 经纬仪检定装置 计量标准负责人： ZZZ 建标单位名称(公章)： XX市质量计量监督检测所 填 写 日 期： 2010年5月20日 目 录一、 建立计量标准的目的 ( 3 )二、计量标准的工作原理及其组成部分 ( 3 )三、计量标准器及主要配套设备 ( 4 )四、计量标准的主要技术指标 ( 5 )五、环境条件 ( 5 )六、计量标准的量值溯源和传递框图 ( 6 )七、计量标准的重复性试验 ( 7 )八、计量标准的稳定性考核 ( 8 )九、检定或校准结果的测量不确定度评定 ( 9 )十、检定或校准结果的验证 ( 26 )十一、结论 ( 27 )十二、附加说明 ( 27 ) 一、建立计量标准的目的为了加强计量器具监督管理，保障国家计量单位制的统一和量值的准确可靠，有利于生产、贸易和科学技术的发展，满足我市企事业单位的经纬仪提供量值溯源的需要，特建立此标准装置。二、计量标准的工作原理及其组成本标准装置为一台经纬仪全功能检定仪，它采用一台立式多齿分度台、一台卧式多齿分度台、一台检调管、一台自准直光管（作平行光管用）和仪器座组成，自准直光管焦平面上有刻线分划板，通过立式多齿分度台的转动，与平行光管一 起构成任意角度水平方向无穷远目标，同样，通过卧式多齿分度台的转动，也能构成任意角度垂直方向无穷目标，因此，它能很方便地模拟各种情况，对仪器进行检定。 计量标准器三、计量标准器及主要配套设备名称型号测量范围不确定度或准确度等级或最大允许误差制造厂及出厂编号检定或校准机构检定周期或复校间隔经纬仪全功能检定仪JQJY-1A 水平角：0360 竖直角：-452251 六三五四研究所99309010广东省计量院1年主要配套设备多齿分度台 552齿 -1级 中国船舶工业总公司6354研究所99309010# 广东省计量院2年四、计量标准的主要技术指标1、水平角标准器的示值误差0.22、竖直角标准器的综合示值误差13、对中光学系统设有0.6mm及1.5mm对中分划板，其等效格值2m4、工作高度1200m，卧式多齿分度台轴线离地面高度5、仪器工作台升降范围300mm6、定中心座螺丝规格M16及英制5/8英寸 7、平行光管焦距f=550mm五、环境条件序号项目要求实际情况结论1温度(205)(204)合格2相对湿度(4585)%(5575)%合格六、计量标准的量值溯源和传递框图上一级计量器具计量基(标)准名称：多面棱体/全站仪/水准仪准确度等级：3等/级/ DSZ05级保存机构：广东省计量院直接测量法 常角组合本级计量器具直接比较测量计量标准名称：经纬仪全功能检定仪测量范围：水平（0360)垂直：（45225）准确度等级：1准确度等级：1准确度等级：3等1级下一级计量器具量具名称： 电子经纬仪测量范围：（0360)准确度等级：级及以下量具名称： 光学经纬仪测量范围：（0360)准确度等级：DJ2及以下七、计量标准的重复性试验 试验时间测量值()测量次数2008年03月19日2009年04月16日2010年05月30日 年月 日 年月 日 年月 日试验条件18.555%18.555%2155%1181818218121831818184121218512181861818247181818818181891818181018181816.816.818.62.52.51.8结论合格合格合格备注编号：73272编号：73272编号：92215试验人员测量重复性考核结果小于DJ6级经纬仪不确定度评定中所采用的重复性数据(2.6)，故该检定装置的测量重复性考核符合要求。八、计量标准的稳定性考核计量标准器名称考核项目允许变化量上级法定计量检定机构检定数据或自我对比数据（）结论2007年变化量2009年变化量2011年变化量经纬仪全功能检定仪多齿分度台最大分度间隙误差0.30.30.30.0测量重复性-0.090.030.06水平角检定装置的稳定性0.20.110.120.01竖直角检定装置的稳定性0.50.120.190.07竖直角检定装置角度-九、检定或校准结果的测量不确定度评定DJ2经纬仪一测回水平方向标准偏差的测量结果不确定度 1、 概述11 测量方法：依据JJG4142003光学经纬仪。12 环境条件：温度：(205)，相对湿度：(4585)%13 测量标准：光学经纬仪全功能检定仪。14 测量对象：DJ2 级经纬仪一测回水平方向标准偏差。15 测量过程经纬仪“一测回水平方向标准偏差”（下称值）是由被检经纬仪通过k个测回盘左，盘右对水平方向构成标准角的n个目标进行测量并计算出与0位方向的夹角，再与相应的标准角比较，最后经公式计算而被求得。我所采用中国船舶工业第六三五四研究所研制的JQJY-1A型经纬仪检定装置来检测值（该装置由固定在卧式分度台上的平行光管与随立式分度台转动的光学经纬仪产生具有标准角的照准目标）。测得值为（盘左），及（盘右）, 。16 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。2、数学模型 =1/2（+）（+） (1) 式中： 第i测回第j目标对0目标的夹角第i测回第j目标盘左读数 第i测回第j目标盘右读数第i测回第0目标盘左读数九、检定或校准结果的测量不确定度评定第i测回第0目标盘右读数= (2) 式中：方向误差(j=23) (3)式中：被测经纬仪的一测回水平方向标准偏差 m测回数，m=1 n测量点数，n=233、方差和传播系数 3.1 的传播系数Ca依公式： 由（1）式得： = + = + + + 由于，为等精度测量，故有：九、检定或校准结果的测量不确定度评定= = = 用表示其中任何一个，于是有： = (1/2)24 =1; 3.2 的传播系数 为描述和书写方便，用表示任何一个，有： = = 则（3）式为 = 又因为m=1, 即：= （4） 又由（3）式得： = +九、检定或校准结果的测量不确定度评定经计算，得：= = 最后求得： = = 4、标准不确定度一览表 标准不确定度一览表标准不定度分量u来 源() ()自由度值的不确定度0.390.152标准装置带来误差0.4150经纬仪安平不精确0.0004读数重复性误差0.079望远镜照准误差0.158对线符合误差0.3512= 0.16 = 525、计算分量标准不确定度 5.1 标准装置带来的不确定度分量 由检定证书得该标准装置误差不大于=1.0，估计为三角分布，故： = 1/ =0.41九、检定或校准结果的测量不确定度评定估计其相对不确定度为10，则自由度： = (1/2)(10/100)-2 = 505.2由经纬仪安平不精确估算的不确定度分量： 按JJG4142003光学经纬仪规程要求，允许误差20，由此引起的经纬仪在水平方向的测量误差可由下式计算：= () (5)式中：测量平面与水平面的夹角；以水平面与测量面交线为零方向，在水平面上测得某方向的夹角：在水平面上和测量面上两相同方向测得角之差。经求导及求极值得：当 时， 取得最大值，将=20代入（5）式，得：max=0.00048按在半宽为max的区间内等概率均匀分布，故： = max =0.00016 = 5.3由读数重复性估算的不确定度分量 由实验得 =0.1 (n=10次)，故： = = 3.7九、检定或校准结果的测量不确定度评定 = 9考虑到第一照准目标要读2次读数，取平均值作为测得值有： u()= 1/ u() =0.075.4由望远镜十字丝照准目标的极限误差给出的分量u() 由于人眼的分辨率是有限的，由此引起的照准误差可用以下经验公式计算： max=/V 式中：观察条件系数，对室内光学无穷远目标进行瞄准时，一般取=1.0；照准方式系数，在理想条件下，人眼的瞄准分辨能力一般为=10； VDJ2级经纬仪望远镜视觉放大率V=28因此：= /V=110/28=0.36 在半宽为的区间内等概率均匀分布，故：= max = 0.21考虑到每一照准目标要读2次读数，取平均值作为测得值有：九、检定或校准结果的测量不确定度评定u ()=1/ u () = 0.15估计其相对不确定度为25，则： = (1/2)(25/100)-2 =85.5 读数显微镜对径符合读数因对线误差估算的分量 DJ2级经纬度仪读数时需将对径两指标线符合对准。由人眼不能分辨的对线误差引起的读数误差可用以下经验公式计算： = 式中：观察条件系数，显微镜系统取 =1.5； 照准方式系数;在理想条件下，人眼的瞄准分辨能力一般为=10； V读数显微镜放大率V =48； R经纬仪度盘刻划半径，为45mm； 则： 5max = 2501.510/(24548) =0.87九、检定或校准结果的测量不确定度评定在半宽为的区间内等概率均匀分布，故： = =0.50考虑到每一照准目标要读2次读数，取平均值作为测得值有： = =0.35估计其相对不确定度为20，则： = (1/2)(20/100)-2 =12由5.15.5得 = + + + + =0.412 + 0.000162 + 0.072 + 0.152 + 0.352 =0.32 =0.566、合成标准不确定度 = = c 九、检定或校准结果的测量不确定度评定=(1/)0.56 =0.127、有效自由度 根据Welch-Satterthwaite公式：v = = = =52 按此有效自由度查置信概率 (p=0.95)的t分布系数，得： t0.95（52）=2.018、扩展不确定度U =t0.95(52)=2.010.12=0.24 0.2(p=0.95)九、检定或校准结果的测量不确定度评定DJ6级经纬仪“一测回水平方向标准偏差”的测量结果不确定1、 概述11 测量方法：依据JJG4142003光学经纬仪。12 环境条件：温度：(205)，相对湿度：(4585)%13 测量标准：光学经纬仪全功能检定仪。14 测量对象：DJ6 级经纬仪一测回水平方向标准偏差。15 测量过程经纬仪“一测回水平方向标准偏差”（下称值）是由被检经纬仪通过k个测回盘左，盘右对水平方向构成标准角的n个目标进行测量并计算出与0位方向的夹角，再与相应的标准角比较，最后经公式计算而被求得。我所采用中国船舶工业第六三五四研究所研制的JQJY-1A型经纬仪检定装置来检测值（该装置由固定在卧式分度台上的平行光管与随立式分度台转动的光学经纬仪产生具有标准角的照准目标）。测得值为（盘左），及（盘右）, 。16 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。2、数学模型 =1/2（+）（+） (1) 式中：第i测回第j目标对0目标的夹角第i测回第j目标盘左读数 第i测回第j目标盘右读数第i测回第0目标盘左读数第i测回第0目标盘右读数九、检定或校准结果的测量不确定度评定= (2) 式中：方向误差(j=12) = (3)式中：被测经纬仪的一测回水平方向标准偏差 m测回数，m=1 n测量点数，n=123、方差和传播系数 3.1 的传播系数Ca依公式：由（1）式得： = + = + + + 九、检定或校准结果的测量不确定度评定 由于，为等精度测量，故有：= = = 用表示其中任何一个，于是有： = (1/2)24 =1;3.2 u2()的传播系数C 为描述和书写方便，用u2 ()表示u2 (ij)任何一个，有： u2(11)=u2(12)=u2(13)=u2(mn)=u2()则（3）式为 =又因为m=1,即： = （4）九、检定或校准结果的测量不确定度评定 又由（3）式得： = +经计算（过程略），得：C= = 最后求得： = = 4、4.标准不确定度一览表 标准不确定度一览表标准不定度分量u来 源u =()Ci= f/x u =ui自由度ui值的不确定度2.6610.7610u标准装置带来误差0.4150u经纬仪安平不精确0.000450u读数重复性误差2.629u望远镜照准误差0.158u 0.77 v=10九、检定或校准结果的测量不确定度评定5、 5.计算分量标准不确定度 5.1 标准装置带来的不确定度分量u(1) 由检定证书得该标准装置误差不大于=1.0估计为三角分布，故： u(1)=1/ =0.41估计其相对不确定度为10，则自由度： v1=(1/2)(10/100)2=505.2由经纬仪在水平方向的测量误差可由下式计算： 按JJG4252003光学经纬仪规程要求，允许误差24，由此引起的经纬仪在水平方向的测量误差可由下式计算：= () (5)式中：测量平面与水平面的夹角；次水平面与测量面交线为零方向，在水平面上测得某方向的夹角；2在水平面上和测量面上两相同方向测得角之差。经求导及求极值得tg= 时 取得最大值，将=24代入（5）式，得： max=0.0007按在半宽为2max的区间内等概率均匀分布，故： u()= max =0.0004估算其相对不确定度为10，则：v1=(1/2)(10/100)-2=50九、检定或校准结果的测量不确定度评定5.3由读数重复性估算的不确定度分量u() 由实验得=3.7(n=10次)，故： u()= =3.7 v3 =9考虑到第一照准目标要读2次读数，取平均值作为测得值有： u() = u() =2.625.4由望远镜十字丝照准目标的极限误差给出的分量u() 由于人眼的分辨率是有限的，由此引起的照准误差可用以下经验公式计算： max=/V 式中：观察条件系数，对室内光学无穷远目标进行瞄准时，一般取=1.0； 照准方式系数，在理想条件下，人眼的瞄准分辨能力一般为=10； VDJ6级经纬仪望远镜视觉放大率V=28因此： max =/V =110/28=0.36 在半宽为max的区间内等概率均匀分布，故：九、检定或校准结果的测量不确定度评定u ()= max = 0.21考虑到每一照准目标要读2次读数，取平均值作为测得值有： u ()= u () =0.15估计其相对不确定度为25，则：4=(1/2)(25/100)-2 =8由5.15.4得 u()2= u (1)2+ u(2)2+ u(3)2+ u(4)2 =0.412+0.00042+2.622+0.152 =7.06 u ()=2.666、合成标准不确定度 u=u()2 =C u ()2 uc=C u () =(1/)2.66=0.77 7、有效自由度 根据Welch-Satterthwaite公式： v= 于是， v = 九、检定或校准结果的测量不确定度评定 = =10 按此有效自由度查置信概率(=0.95)的t分布系数，得： t0.95（10）=2.238、测量不确定度的报告与表示DJ6级经纬仪“一测回水平方向标准偏差”的测量结果扩展不确定为： U=t0.95(12)uc=2.230.77=1.7, k