检定矿用粉尘采样器标准装置的测量不确定度评定

1、收稿日期:20070515作者简介:姜建伟(1963- , 男, 山西长治人, 工程师, 从事通风仪器检定工作。检定矿用粉尘采样器标准装置的测量不确定度评定姜建伟(潞安矿业集团公司测试中心, 山西长治046204摘要:对依据JJG520-2002检定规程检定粉尘采样器时的测量不确定度来源进行了分析, 并对相关因素引起的不确定度进行A 类、B 类评定。关键词:检定; 标准器; 不确定度; 评定中图分类号:X85文献标识码:B 文章编号:10052798(2007 070067011测量不确定度来源分析依据JJG520-2002检定规程, 对粉尘采样器进行检定时需要对采样流量误差、采样时间误差、采

2、样体积误差、行检定。受标准流量计, :1 u 1; 2 所用标准差压计引起的不确定度u 2; 3 所用标准计时器引起的不确定度u 3; 4 被检仪器量程最小分辨率引起的估读不确定度u 4;5 该标准装置测量重复性引起的不确定度u 5; 6 气路气密性不好引起的不确定度u 6。由重庆国家矿山安全计量站提供的标准装置检定证书上的数据信息知:该装置经检测其气密性合格且影响微小, 故由气路气密性不好引起的不确定度u 6可忽略不计, 即u 6=0; 而因环境温度、湿度、大气压的影响均微小, 其引起的不确定度综合反映于重复性之中。一般来讲, 被检仪器量程最小分辨率引起的估读不确定度综合反映于该标准装置测量

3、重复性引起的不确定度之中, 如分别评定则有所重复, 故可认为u 4=0。2测量数学模型由于本例中涉及相对误差和引用误差, 它们概念不同, 故各项误差统一以绝对误差形式表示, 重设变量后数学模型表达为:y =m +m +m式中:y 为被检仪器基本误差检定结果给出值;m (m =V -V 0 ;m m 的修正量(检, ; m 为标准器m 的修正量(检定时视其为, 但不确定度不是零 。3所用标准流量计引起的不确定度u 1分析据上级计量检定部门重庆国家矿山安全计量站出具该装置检定证书AB2003561号的检定数据知, 流量测量结果总不确定度为0. 43%(K =1. 960P =95% , 故其标准不

4、确定度为:u 11=0. 43%/1. 960=0. 22%; 其有效自由度1=。4标准差压计引起不确定度分析1 据该装置说明书提供的信息可知, 0±2000Pa 时最大允许误差为e 21=1. 0%, ±(200020000 Pa 时最大允许误差为e 22=2. 0%, 二者均属正态分布, 包含因子k 2=3。由此引起的标准不确定度为:u 21=e 21/k 2=1. 0%/3=0. 33%; u 22=e 22/k 2=2. 0%/3=0. 67%。估计u 21/u 21和u 22/u 22均为20%, 则其有效自由度21=12和22=12。2 标准差压计的合成相对标准

5、不确定度由于u 21、u 22二个分量相对独立, 故其合成标准不确定度为:u 2=u 221+u 222=. 33%2+0. 67%2=0. 75%;其有效自由度:4=u 42u 421v 21+u 422v 22=17. 8018。(下转第72 页76问题探讨总第93期求。3结语经以上措施改进后的齿轮轴现已运行近2a, 运行效果良好, 未发生断轴事故。实践证实了齿轮轴断裂原因的分析和采取相应的措施是正确的。参考文献:1何德芳. 机械设计手册M.北京:机械工业出版社2001.2刘汉光. PY160平地机后桥半轴断裂故障分析J .建筑机械, 2001(4 .3候旭日, 等. 立轴式破碎机主轴的修

6、复利用J .矿山机械, 2001(10 .4张至丰. 金属工艺学M.北京:机械工业出版社,1998.5郭仁生. 机械设计基础M.北京:清华大学出版社2001.责任编辑:李巧英(上接第67页 5所用标准计时器引起的不确定度分析据该装置说明书提供的信息知, 30m in 内最大允许误差为e 31=2s, 属正态分布, 包含因子k 3=3。由此引起的标准不确定度为:u 31=e 31/k 3=2/0. 67s 。据实际检定情况知时300s, u 3=u 3167/=. 22%。估计u 31/20%, 则其有效自由度3=12。6该检定装置测量重复性引起的标准不确定度分析选用一台煤炭国营常熟仪器厂生产的

7、型号为AF Q -20型、出厂编号为98030的粉尘采样器作为被检仪器。环境温度21. 4°C, 环境相对湿度46%, 大气压92. 7kPa 。按照JJG520-2002检定规程对被检仪器测试10次, 即n =10, 其流量显示值x i (L /min 如下:19. 6, 19. 8, 19. 5, 19. 7, 19. 7, 19. 8, 19. 7, 19. 6, 19. 7, 19. 6。标准流量计示值为:20. 1, 20. 0, 20. 1, 19. 9, 20. 2, 20. 0, 19. 9, 19. 8, 19. 9, 20. 1。其平均值: x 标= 20. 0L

8、 /min 。按其检定规程对数据进行处理后的数据为(% :2, 1, 1. 5, 1. 5, 1. 5, 1, 1. 5, 2, 1. 5, 2。其平均值: x =1. 65%;其标准差:s =0. 47%。实际情况是在按照JJG520-2002检定规程对被检仪器进行检定时仅连续测量2次, 以2次测量的平均值作为测量结果。其标准不确定度为:u 5=s /=0. 47%/2=0. 33%;其有效自由度5=n -1=101=9。7不确定度分量相对标准不确定度/%自由度1标准流量计0. 222标准差压计0. 75183标准计时器0. 22124气密性及被检仪器分辨力005重复性0. 3396气路气密

9、性08该检定装置的合成标准不确定度由于所用标准流量计引起的不确定度u 1、所用标准差压计引起的不确定度u 2、所用标准计时器引起的不确定度u 3、被检仪器量程最小分辨率引起的估读不确定度u 4、该标准装置测量重复性引起的不确定度u 5、气路气密性不好引起的不确定度u 6六个分量相互独立, 故该检定装置的合成标准不确定度为:u c =u 21+u 22+u 23+u 24+u 25+u 26=0. 88%;其有效自由度:eff =u 4u 41v 1+u 42v 2+u 43v 3+u 45v 5=32。9该检定装置的扩展不确定度取置信概率99. 73%, 包含因子k =3, 则u 99. 73=ku c