机动车雷达测速仪测量不确定度评定分析.docx

机动车雷达测速仪测量不确定度评定分析 李思 一、测量过程简述1.测量依据JJG528-2004机动车雷达测速仪检定规程。2.测量环境条件温度:-2060；湿度:5%90%RH(50)。3.测量标准运动目标速度标准器。4.被测对象机动车雷达测速仪最大允许误差:1km/h；测速范围:(20150)km/h。5.测量方法雷达测速仪是指应用多普勒原理，对运动目标速度和自身速度进行测量的仪器。检定测速仪时由自身速度低频信号发生器提供模拟速度多普勒频率信号，模拟运动目标速度，从而对测速仪进行检定。分别在20km/h、60km/h、80km/h、100km/h、120km/h、150km/h等6个点各检定3次，每次测量值均与标称值相等。下面我们在测量点150km/h进行测量不确定度分析。二、数学模型因机动车雷达测速仪测速的分辨力为1km/h，由此也将引入不确定度分量，而该分量独立于其他两个分量，因此，最终的数学模型为式中:fd多普勒频率，Hz；c电磁波的传播速度，3105km/s；K单位换算系数，103/3.6；f0测速仪微波发射频率，MHz；Vix测速仪的有效分辨力对测量结果的影响。三、方差和灵敏度依据方程:根据式(2)，方差为式中:u(fd)运动目标速度标准器的输出频率误差的标准不确定度；u(f0)机动车雷达测速仪微波频率计发射频率误差的标准不确定度；u(Vix)雷达测速仪有效分辨力的标准不确定度。雷达测速仪发射频率取其标称值10525MHz，对应于150km/h，多普勒频率为2924Hz，则灵敏系数四、不确定度分量1.运动目标速度标准器的输出频率误差引入的标准不确定度分量u1(x)由于该不确定度分量是由标准器引入的，因此按B类方法进行评定。据JJG528-2004可知，运动目标速度标准器的输出频率最大误差为1Hz，以其最大误差来评定，估计其为矩形分布，则因其灵敏系数c1=0.051km/hHz，则标准不确定度u1(x)=c1u(fd)=0.0510.58=0.030km/h2.机动车雷达测速仪微波频率计发射频率误差引入的标准不确定度分量u2(x)由于该不确定度分量是由频率计发射频率引入的，因此按B类方法进行评定。据JJG528-2004的要求，微波频率计发射频率的最大测频误差为0.05%，对于标称频率10525MHz，即测频误差不大于5.3MHz，估计为矩形分布，则因其灵敏系数c2=-0.014km/hMHz，则标准不确定u2(x)=|c2|u(f0)=0.0143.06=0.043km/h3.机动车雷达测速仪有效分辨力引入的标准不确定度分量u3(x)机动车雷达测速仪的分辨力为1km/h，故可以假定分辨力对测量结果的影响应满足误差限为0.5km/h的矩形分布，故其标准不确定度为因灵敏系数c3=1，则标准不确定度u3(x)=c3u(Vix)=0.29km/h五、相关性各输入量之间未发现有任何值得考虑的相关性。六、不确定度分量汇总(见表1)表1不确定度分量汇总表七、合成标准不确定度以上分量相互独立，计算合成标准不确定度八、被测量分布的估计由不确定度概算可知，共有3个不确定度分量。显然，由雷达测速仪有效分辨力引入的不确定度分量是占优势的分量。由于该分布为矩形分布，故被测量应接近矩形分布。九、扩展不确定度对于矩形分布，包含因子k95=1.65，故扩展不确定度为U95=k95uc()=1.650.295km/h0.49km/h十、不确定度报告在150km/h测量点，机动车雷达测速仪测速的示值误差为零，其扩展不确定度U95=0.49km/h。所给扩展不确定度是由合成不确定度uc()=0.295km/h乘以包含因子k