水位标准装置校准规范不确定度分析报告

《水位标准装置校准规范》不确定度分析报告《水位标准装置校准规范》编制组2023年9月25日一、水位标准装置示值误差校准结果水位标准装置测量范围：0m~10m。分别在整数米处使用20m标准钢卷尺进行校准，校准结果如下表所示：表1各校准点水位标准装置与标准钢卷尺数值校准点/m水位标准装置/mm标准钢卷尺/mm示值误差/mm11000.11000.10.021999.92000-0.133000.02999.90.143999.83999.70.155000.14999.60.566000.56000.10.477000.46999.70.788000.57999.80.799000.58999.80.71010000.59999.80.7二、水位标准装置示值误差重复性试验数据在各校准点对水位标准装置进行10重复测量，得到10组数据，见表2。表210组重复性实验数据单位毫米测次第一组第二组第三组第四组第五组第六组第七组第八组第九组第十组10-0.10.10.10.50.40.70.70.70.72-0.1-0.10.10.10.30.50.70.60.60.73-0.1-0.10.10.10.40.30.80.60.60.84-0.1-0.10.10.10.40.40.80.70.70.85-0.1-0.10.10.10.40.30.80.60.60.76-0.1-0.10.10.10.40.40.80.80.70.87-0.1-0.10.10.10.40.30.70.70.60.78-0.1-0.20.10.10.40.40.70.70.60.79-0.1-0.20.10.10.40.40.80.60.60.610-0.1-0.10.10.10.40.30.70.70.60.7si0.0320.0420.0000.0000.0470.0670.0530.0670.0480.063合并样本方差，得到示值误差重复性为：s三、数学模型水位标准装置示值误差E按式（1）计算：E=Hd-H式中：E—水位标准装置的示值误差，mm、cm或m；Hd—被校水位标准装置在各校准点的示值，mm、cm或m；Hs—各校准点水位标准值，mm、cm或m。示值误差合成不确定度计算见式（2）:uc(E)=式中：uc(E)—示值误差的合成不确定度，mm、cm或m；u(Hd)—被校水位标准装置的标准不确定度，mm、cm或m；u(Hs)—标准器的标准不确定度，mm、cm或m；c1—被校水位标准装置的灵敏系数，1；c2—标准器的灵敏系数，-1。四、各不确定度分量的计算采用标准钢卷尺对一10m量程的非接触式水位标准装置进行进行校准，校准点为（1~10）m的整数点。（一）标准器及校准方法引入的不确定度（1）标准器示值引入的的不确定度u1(Hs)标准器采用标准钢卷尺，其示值误差为±(0.03+0.03L)mm，服从均匀分布，引入的不确定度为：u水位标准装置测量范围（0~10）m，则整数米处标准钢卷尺示值引入的不确定度见表3：表3标准钢卷尺在（1~10）m校准点引入的不确定度校准点/m12345标准器引入的不确定度/mm0.0350.0520.0690.0870.104校准点678910标准器引入的不确定度0.1210.1390.1560.1730.191（2）标准器估读引入的的不确定度u2(Hs)每次测量估读误差为0.2mm，服从均匀分布，引入的不确定度为：u（3）综上所述u标准器及校准方法引入的不确定度见表4。表4标准器及校准方法在（1~10）m校准点引入的不确定度校准点/m12345标准器引入的不确定度/mm0.0680.0780.0900.1050.119校准点678910标准器引入的不确定度0.1340.1510.1660.1820.200（二）被校水位标准装置引入的不确定度（1）被校水位标准装置分辨力引入的不确定度分量u1(Hd)水位标准装置分辨力为0.1mm，服从均匀分布，则引入的不确定度为：u（2）测量重复性引入的不确定度分量u2(Hd)分别在（1~10）m的整数校准点上重复测量被校水位标准装置的示值10次，得到10组数据，见表5。表5单次测量的实验标准差测量点/m12345实验标准差/mm0.0320.0420.0000.0000.047测量点678910实验标准差/mm0.0670.0530.0670.0480.063合并样本标准差sp=1u由于重复性引入的不确定度分量大于分辨力引入的不确定度分量，因此有水位标准装置引入的标准不确定度为：u五、合成标准不确定度根据公式(2)各个校准点的合成不确定度见表6。表6合成不确定度测量点/m12345合成标准不确定度/mm0.0830.0920.1020.1150.128测量点678910合成标准不确定度/mm0.1420.1580.1730.1880.206六、扩展标