生丝抱合测试仪测量结果不确定度评定示例、参考技术要求

1、附录 C生丝抱合测试仪测量不确定度评定示例C.1 张力重锤质量（砝码 +托盘）测量不确定度的评定概述生丝抱合测试仪张力重锤质量的校准操作：将张力重锤（砝码+托盘）从仪器上取下，放电子天平上直接称量，记下电子天平读数，重复测量2 次，两次测量结果的算术平均值为张力重锤质量。测量模型W P(C1-1)式中：W 张力重锤质量，单位： gP电子天平秤出的质量，单位：g张力重锤质量的标准不确定度可由式C1-2 计算：uc2 (W ) c2 (P)u 2 (P)（C1-2)灵敏系数： c( P) 1(C1-3)输入量 P 标准不确定度来源分析输入量 P 的标准不确定度 u( P) 来源主要是测量重复性引起

2、的标准不确定度分项 u1( P)（A 类评定）、电子天平最大允许误差引起的标准不确定度分项 u2 ( P) 和电子天平分辨力引起的标准不确定度 u3 (P) （B 类评定）。测量重复性引起的标准不确定度分项 u1 (P) 的评定为了获得重复性测量不确定度，用电子天平重复测量10 次张力重锤质量，得到一测量列（单位： g）：201.06 、201.06 、201.06 、201.06 、201.05 、201.05 、201.06 、 201.06 、201.06 、201.06 。则单次测量结果的实验标准偏差sp 为：10单次平均值Pi 1Pi(C1-4)201.06g1010(PiP)2单次

3、标准差Spi 10.0047g(C1-5)101校准时，该张力重锤质量的实测值在重复性条件下连续测量2 次 ( n2) ，则被校张力重锤质量测量重复性引起的标准不确定度：Sp0.0047(C1-6)u1( P)0.003 gn2C.1.3.2 电子天平最大允许误差引起的标准不确定度分项u2 ( P) 的评定依据 JJG 1036-2008 电子天平检定规程，在200g 时电子天平最大允许误差 MPE1.0e0.1g ，即 a0.1g ，在区间内服从均匀分布，包含因子 k3 ，则电子天平在200g 校准点最大允许误差引起的示值标准不确定度u2 (P) ：a0.10.058g(C1-7)u2 (P

4、)3kC.1.3.3 电子天平分辨力引起的标准不确定度 u3 (P) 的评定电子天平分辨力d=0.01g, 服从均匀分布，包含因子 k3 ，则由天平分辨力引入的不确定度为：u (P)a0.01 0.006g(C1-8)3k3C.1.3.4标准不确定度分量汇总各分量的标准不确定度汇总如表C1-1 所示。表 C1-1标准不确定度分量汇总一览表序号不确定度来源符号类别分布灵敏系数标准不确定度 (g)1测量重复性u1 (P)A正态10.0032电子天平最大允许误差u2 (P)B均匀13电子天平分辨力u3 (P)B均匀10.006C.1.4输入量 m 标准不确定度来源计算u(P)u12 ( P)u22

5、( P)u32 ( P)(C1-9)0.00320.05820.00620.0034090.058由此得张力重锤质量的标准不确定度：uc (W)u( P)0.058g扩展不确定度的评定取包含因子 k2 ，扩展不确定度为：U k uc测量结果不确定度的报告与表示张力重锤质量测量扩展不确定度为：U0.12g k2 。C.2摩擦刀架往复行程测量不确定度的评定概述生丝抱合测试仪摩擦刀架往复行程的校准操作：接通电源， 开启仪器，让摩擦刀架在低速状态下做往复运动（速度越低越好），当摩擦刀架移动至两端极限位置时，在导轨上做好其位置标记d1、 d2 ，用游标卡尺测量出标记d1、 d2 间的距离 D 和摩擦刀架

6、基座的宽度 M ，按公式 (C2-1) 计算出摩擦刀架往复行程 L 。重复测量 2 次，两次测量结果的算数平均值作为摩擦刀架往复行程。测量模型L D M (C2-1)式中：L 摩擦刀架往复行程，单位：mmD 标记 d1、d2 间的距离，单位： mmM 摩擦刀架基座宽度，单位mm由于摩擦刀架基座宽度M （实测是 45mm）是一固定值，为常量，数显游标卡尺与摩擦刀架彼此独立， 互不相关，因此，摩擦刀架往复行程的标准不确定度为：uc2 (L)c2 (D )u2 ( D ) (C2-2)灵敏系数： c( D ) 1(C2-3)输入量 D 不确定度来源分析评定输入量 D 不确定度来源分析a·测

7、量重复性引起的标准不确定度分项u1( D )b·游标卡尺示值误差引起的标准不确定度分项u2 ( D )c·游标卡尺分辨力引起的标准不确定度u3 ( D ) 。输入量 D 不确定度的评定输入量 D 测量重复性引起的标准不确定度u1( D ) 的评定可采用连续重复多次测量直接求出标准不确定度，即采用 A 类方法进行评定。在重复性条件下用数显游标卡尺直接测量出两标记12间的距离D ，连d、 d续 10 次测量得到一测量列（单位：mm），详见表 C2-1表 C2-1两标记 d 、 d间距离连续10 次测量结果表（单位： mm）：12序号12345678910距离 D135.2113

8、5.15135.28135.25135.12135.31135.18135.26135.20135.16单次平均值：10(C2-4)DDii 1135.212mm10单次测量结果的实验标准偏差sp 为：102Spi 1 ( DiD )(C2-5)1010.0616mm2 间的距离 D 测量次 ( n2) ，所以，测在实际校准操作中，两标记12d 、d量重复性引起的标准不确定度：u1( D )Sp0.06160.044mm (C2-6)n2数显游标卡尺示值误差引起的标准不确定度分项u2( D )的评定根据检定证书/ 校准证书给出的数显游标卡尺最大允许误差为±0.03mm，即a0.03m

9、m，在区间内服从均匀分布，即包含因子k3 ，则标准不确定度u2( D )：u2a0.03( D )0.0173 0.017mm(C2-7)k3C.2.3.2.3游标卡尺分辨力引起的标准不确定度u3( D ) 的评定数显游标卡尺分辨力为=0.01mm，则由分辨力引入的不确定度为：u3 (D )0.290.29 0.010.00290.003mm (C2-8)标准不确定度分量汇总由于数显游标卡尺与生丝抱合测试仪彼此独立，互不相关，标准不确定度u1( D ) 、 u2 ( D ) 和 u3 (D ) 也相互独立，各分量的标准不确定度汇总如表C2-2。表 C2-2标准不确定度分量汇总一览表序号不确定度

10、来源符号类别分布灵敏系数标准不确定度 (mm)1测量重复性u1 ( D )A正态10.0442数显游标卡尺示值误差u2 (D )B均匀10.0173数显游标卡尺分辨力u3 ( D )B均匀10.003输入量 D 标准不确定度来源计算u( D)u12 ( D)u22 (D )u32 (D )0.04420.01720.0032=0.047mm(C2-9)由此得摩擦刀架往复行程的标准不确定度：uc( D)u( D )0.047mm扩展不确定度的评定取包含因子 k2 ，扩展不确定度为：Ukuc ( D )20.0470.0940.09mm (C2-10)测量结果不确定度的报告与表示生丝抱合测试仪摩擦

11、刀架往复行程测量扩展不确定度为：U0.09mm k2。C.3.摩擦刀架往复速度测量不确定度的评定概述生丝抱合测试仪摩擦刀架往复速度的校准操作：启动仪器，将摩擦刀架往复速度调整到 130 次/ 分（ GB/T1798要求）后，按计数器复位按钮，同时启动电子秒表开始计时，当计数器显示 130 次时，按停电子秒表，记下电子秒表的读数t和计数器的次数 n ，按公式计算摩擦刀架往复速度V 。重复测量 2 次，两次测量结果的算数平均值作为摩擦刀架往复速度。测量模型v n 60 (C3-1) t式中： v 摩擦刀架往复速度，单位：次/minn 摩擦刀架往复次数，单位：次t 摩擦刀架往复 n次所需的时间，单位

12、： s电子秒表与生丝抱合测试仪彼此相互独立， 互不相关，所以，摩擦刀架往复速度测量标准不确定度：222(v)vu2(n)vu2(t)ucnt22灵敏系数：vn22uc vu nvn1u ttv 1t2ucrel2 (v)ucrel2 (t )ucrel2 (n) (C3-2)标准不确定度评定计数器输入量 n 相对标准不确定度评定计数器输入量 n 表示摩擦刀架往复的实际次数，在实际校准操作中，是以测量摩擦刀架往复次数n =130 次所需要的时间，它输入的是一个已知数，是常量。因此，输入量的的标准不确定度ucrel (n)0 (C3-3)输入量 t 相对标准不确定度评定不确定度来源分析时间输入量

13、t 标准不确定度 ut 由下不确定度分量构成：(1) 重复性测量引起的标准不确定度分项 ut1 （ A 类评定）(2) 电子秒表示值误差引起的标准不确定度分项 ut 2 （ B 类评定）(3) 电子秒表分辨力引起的标准不确定度 ut 3 （ B 类评定）(4) 校准人员操作反应能力引起的标准不确定度 ut 4 （ B 类评定）标准不确定度评定（ 1）测量重复性引起的标准不确定度分项ut 1 的评定用电子秒表连续测量10 次摩擦刀架往复运动n=130 次需要的时间，得到一测量列见表 C3-1表 C3-1 连续测量10 次摩擦架往复运动n=130 次需要的时间（单位：s）12345678910t6

14、0.2259.9060.1560.0860.1259.9660.1860.1260.0560.0710单次平均值tti60.085 s(C3-4)i 110单次测量结果的实验标准差sv 为：102i 1(tit)St100.097 s (C3-5)1在实际校准操作中，取两次读数的平均值为测量结果，所以ut 12St0.0970.069s(C3-6)n 2（ 2） 电子秒表示值误差引起的标准不确定度分项 ut 2 的评定根据检定证书或校准证书给出的电子秒表最大允许误差为±0.10s ，即a0.10s，在区间内服从均匀分布，即包含因子k3 ，则电子秒表最大允许误差引起的标准不确定度ut

15、2 ：a0.100.058s (C3-7)ut 2k 3(3) 电子秒表分辨力引起的标准不确定度 ut13 的评定电子秒表分辨力为 0.01s ，故电子秒表分辨力引入的不确定度为：ut 30.290.29 0.010.00290.003s(C3-8)（ 4）校准人员操作反应能力引起的标准不确定度ut 14 的评定根据经验，校准人员操作反应能力大约在0.20s, 取 a0.20s ，服从均匀分布，即包含因子 k3 ，故操作人员反应误差引入的不确定度为：ut 4a0.20k0.116s (C3-9)3C.3.3.2.3 计时器输入量 t 标准不确定度分量汇总见表C3-2表 C3-2标准不确定度分量

16、汇总序号不确定度来源符号类别分布灵敏系数1测量重复性ut1 (t)A正态12电子秒表示值误差ut 2 (t)B均匀13电子秒表分辨力ut 3 (t )B均匀14操作人员反应误差ut 4 (t)B均匀1计时器输入量 t 标准不确定度计算utut12 ut 22ut 32ut 42 (C3-10)0.06920.05820.00320.11620.147s标准不确定度(s)0.0690.0580.0030.116电子秒表在校准点引起的相对标准不确定度：ucrel(t)ut 100%0.147 100% 0.245%t60.085(C3-11)C.3.4 合成相对标准不确定度 ucrel (v)ucrel (n)0 ， ucrel ( t)0.245%根据 ucrel2(v) ucrel2