使用校准证书出具的测量不确定度探讨

0前言随着测试校准业务不断向其它领域扩展,测量不确定度的应用范围也在不断扩大,证书型式也从以前单一检定证书到检定证书与校准证书并存。当前,上级计量技术机构出具的校准证书均包含测量不确定度,如何正确使用该测量不确定度将是下级计量器具使用部门必须认真考虑的问题,本文列举了四种典型的情况,讨论了测量不确定度在实际使用中常见问题。     

平面度误差的不确定度估计方法及取样点数量的确定

主要阐述在工程测量方案设计阶段,如何采用最小二乘法估算被测要素平面度误差的不确定度和如何确定合理的采样点数,即测量设备的单点坐标不确定度已知时,采用理想点坐标估算法,计算不定乘数系数,继而获得被测要素的采样点数量及其最小二乘法平面度误差的测量不确定度.     

测量不确定度在实际工作中的应用

介绍了运用迭代法进行不确定度评定的方法。讨论了在实际工作中如何应用测量不确定度分析来选择测量方法。     

“不确定度”将取代“误差”

不确定度表示是计量工作标准化中、也是科学实验中的重要问题,用不确定度取代误差来评价测量质量,在国际上已经比较普遍地被采用。1980年国际计量局(BIPM)作出了《实验不确定度的规定:建议书INC-1(1980)》,并于1981年被国际计量委员会(CIPM)采纳和建议广为宣传,1986年国际计量委员会又作出决议,要求将INC-l(1980)用于有关工作,1989年国际标准化组织(ISO)的国际不确定度工作组联合会议作出了测量不确定度表示的指导文件,工作组成员、我国代表刘智敏出席了这次会议。     

用坐标法测量无基准圆周孔位移度一例

在产品的单件、试制以及钻模、检验量规等的生产过程中,经常遇到用量具仪器测量圆周孔位移度的问题,而无基准比有基准的圆周孔位移度要复杂得多。其主要问题是如何正确地确定圆周中心。现举一例(见图1):     

发动机台架试验空气流量测量不确定度分析

针对航空发动机台架试验中空气流量测试不确定度的评定问题,使用GUM法进行评估.计算结果揭示了测量不确定度大小与空气流量的关系,确定了流量管合适的工作范围.对不确定度来源进行计算分析,确定了测试结果不确定度的大小主要受压力测量精度的影响,而流量管尺寸以及进口总温的测量精度影响较小.     

基于热电偶反串的温升效率测量不确定度分析

针对轴流压气机气动性能试验中存在的低压比温升效率评估问题,构建了常规测温方法与反串测温方法测量的温升效率不确定度数学分析模型,并采用某单级压气机真实试验数据进行了两种测温方法不确定度的对比分析。结果表明：相比常规测温方法,反串测温方法不仅消除了热电偶冷端环境温度测量引入的不确定度,还大幅降低了进口温度测量引入的不确定度,使温升效率测量不确定度减小幅度在30%以上。     

典型精密零件坐标测量不确定度的优化评定与验证

测量不确定度是表征测量结果量值可信程度的参数,正确评定测量不确定度对于精密零件生产的质量保证具有重要意义。以动压马达半球零件球径测量为例,进行了典型精密零件坐标测量不确定度的评定。针对示值误差过量估计导致不确定度评定结果偏大乃至失准的问题,研究了采用标准工件进行测量标定获得实际示值误差的不确定度优化评定方法。实验结果表明,采用优化评定后,不确定度合理地减小了54.5%。研究了采用蒙特卡洛法(Monte Carlo Method, MCM)对常规的测量不确定度表示指南(Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, GUM)法评定结果进行验证的方法,通过软件编程实现了MCM仿真验证。MCM验证可以发现被测量偏离正态分布时GUM法的假设偏差,典型零件MCM验证的结果表明,GUM法评定的不确定度比实际情况扩大了10.2%。示值误差的过量估计会使被测量偏离正态分布,对此MCM验证是敏感的,故MCM验证可以作为示值误差过量估计的检验手段。     

水听器自由场校准中不确定度的分析与评定

结合水声计量实际,较为详尽地分析了水听器的绝对和比较校准中不确定度的来源,并结合一次计量检定数据,对水听器校准中的不确定度的A类和B类评定,以及对合成不确定度、扩展不确定度的评定作了系统分析和论述。     

硼粉燃烧热值测试不确定度分析

基于硼粉点火和燃烧特性,介绍了硼粉燃烧热值测试原理和方法,分析了影响硼粉燃烧热值测试不确定度的因素,并对各不确定度分量进行了评定。结果表明,影响硼粉热值测试不确定度的主要因素有：系统热容量的不确定度和助燃剂热值的不确定度;在助燃剂保障硼粉完全燃烧的条件下,减小助燃剂热值的不确定度是提高硼粉热值测试准确度的关键因素。     

计数法测量采集速率的不确定度评价

介绍了用标准周期计数法评价线性测量系统采集速率时，测量结果的不确定度分析和评价过程；讨论了影响评价结果不确定度的几个主要来源；给出了减小采集速率评价不确定度的主要措施，通过一组实例，给出了采集速率不确定度分析和评价结果，该过程及结论可应用在对于计量标准进行相应指标的不确定度分析上，也可用于估计采集速率指标本身的不确定度。     

评定测量系统不确定度的方法

测量结果的不确定度是评定测量系统测量质量的重要指标,文中给出了测量系统不确定度的A类和B类评定方法,以及合成不确定度和系统总不确定度的计算方法,并通过实例进行了说明.     

数字存储示波器Δt时间测量和ΔV幅度测量的不确定度评定

评定了数字存储示波器Δt时间差测量功能的测量不确定度和ΔV幅度差测量功能的测量不确定度,讨论了影响评价结果不确定度的几个主要误差来源,包括时基误差、抽样量化误差、测量重复性、幅度测量误差等。同时,以一组实验结果为例,给出了各自的不确定度评定结果。     

秒表检定的测量不确定度评定

介绍了用标准时间间隔发生器检定秒表时，测量结果不确定度分析和评定过程；讨论了测量不确定度的几个主要来源；通过一组实例，给出了秒表检定不确定度的分析和评定结果，该过程和结论可应用在对于计量标准进行相应指标的不确定度分析上，也可用于估计秒表检定本身的不确定度。     

某型螺旋桨拉力确定试飞参数不确定度分配及验证

对依据某型螺旋桨风洞试验数据所建立的螺旋桨拉力计算模型的准确性进行了验证,利用模型开展了参数的敏感性分析工作。针对以往试飞中存在的问题,提出了一种螺旋桨拉力确定试飞参数不确定度分配方法,该方法能够反映不同参数对计算结果的影响程度,并利用蒙特卡洛法对分配方法进行了验证。结果表明,由该分配方法计算所得的拉力计算的不确定度可满足预定要求,分配方法是可靠的。     

一种微推力测量系统的推力不确定度标定方法

利用微推力测量系统有助于星载微推力器性能的测评和研发,而其不确定度的标定可以判断实验测量结果的可信度,本文提出一种推力测量系统的推力不确定度标定方法。通过对推力测量系统施加已知标准力,根据推力测量系统的系统响应反演计算推力估计值,将已知标准力与推力估计值比较,以此标定推力测量系统的推力不确定度,并且给出推力不确定度和推力误差。所提方法具有以下主要特征：（1）利用推力积分方程离散化为推力离散化线性方程组求解推力加载全程的动态推力;（2）根据标准力不确定度和推力估计值不确定度,综合评价推力不确定度;（3）依据标准不确定度和扩展不确定度,获得给定置信度条件下的推力相对误差。本文基于所提方法对某亚毫牛级推力测量系统的不确定度进行了实验评估。结果表明在给定95%置信度条件下,其推力测量误差小于2%。所提出的推力不确定度标定方法,可为星载微推力器的推力误差评定提供了高置信度、高精度测评方法和手段。     

100 mm一等量块自动测量仪测量不确定度评定

分析了100mm一等量块自动测量仪的误差来源，确定了测量量块的合成标准不确定度和扩展不确定度。     

涡轮导向器喉道面积三坐标测量不确定度评估

针对当前涡轮导向器喉道面积三坐标测量不确定度评估研究的不足,通过分析测量过程和测量原理,给出了一种涡轮导向器喉道面积三坐标测量不确定度评估模型。最后结合测量实例对单喉道面积测量不确定度及全环面积测量不确定度进行了评估。评估结果表明,所选用的三坐标测量方法可以满足涡轮导向器喉道面积的设计要求。     

碳纤维灰份含量测试不确定度的评定

为了评定灰分含量测定结果的可靠性,找出主要影响因素,通过对碳纤维灰份含量测试方法及其测试过程的分析,提出并计算了测试过程中引入的各种不确定度分量,并获得了碳纤维灰份测试方法的合成标准不确定度和扩展不确定度:当灰份值不小于0.1%时,扩展不确定度为0.03%,重复性引入的不确定度分量的变化占主导地位;当灰份值小于0.1%时,扩展不确定度为0.01%,系统效应引入的不确定度已大于重复性测量引入的不确定度。     

坐标测量机面向任务的测量不确定度分析

受较多不确定度来源的影响,面向任务的不确定度是众多测量机用户所关心的,本文介绍了应用坐标测量机时,针对具体任务的不确定度的实用分析方法,并列举实例进行说明。