檢衡車整車質(zhì)量對電子汽車衡稱量測試結(jié)果的不確定度分析

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1、檢衡車整車質(zhì)量對電子汽車衡稱量測試結(jié)果的不確定度分析韓福英??楊曉軍??陳偉????一、概述????檢衡車對電子汽車衡進(jìn)行稱量測試時(shí)，由于燃油消耗，檢衡車整車質(zhì)量處于變化狀態(tài)，不符合計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器對穩(wěn)定性的要求。為了能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控檢衡車整車質(zhì)量的變化，我們對檢衡車進(jìn)行了改造，在檢衡車的油箱加裝溫度變送器和液位變送器，形成檢衡車整車質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。并向國家質(zhì)檢總局申報(bào)了《電子汽車衡計(jì)量檢定系統(tǒng)》科技計(jì)劃項(xiàng)目，現(xiàn)已經(jīng)過國家質(zhì)檢總局驗(yàn)收通過。在對電子汽車衡計(jì)量檢定的過程中，JJG539-1997《數(shù)字指示秤檢定規(guī)程》替代法僅開展稱量測試和重復(fù)性測試等檢定項(xiàng)目，沒有對檢衡車整車質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控系

2、統(tǒng)進(jìn)行測試的規(guī)定。因此，有必要對測量不確定度進(jìn)行評定。????根據(jù)質(zhì)量與體積的關(guān)系，其測量模型為????Δm=m1-m????式中:Δm——測量誤差；m1——電子汽車衡稱量測試結(jié)果；m——檢衡車整車實(shí)時(shí)質(zhì)量。10????m=m0+ρv=m0+〔ρ20-(t-20)y〕(h/1.77)????式中:m——檢衡車整車實(shí)時(shí)質(zhì)量；m0——檢衡車油箱無油時(shí)的質(zhì)量；v——油箱油料體積；h——油箱液位高度；ρ——t溫度下的密度；ρ20——20℃下的標(biāo)準(zhǔn)密度；t——當(dāng)前油箱溫度；y——溫度系數(shù)；1.77——試驗(yàn)常數(shù)。????二、標(biāo)準(zhǔn)不確定度的來源分析????檢衡車整車質(zhì)量對電子汽車衡進(jìn)行稱量測試

3、結(jié)果的不確定度包括:重復(fù)性引入的不確定度分量；檢衡車車載砝碼引入的不確定度分量；檢衡車車損變化引入的不確定度分量(潤滑油、剎車油、玻璃水、工具箱、防凍液、車體磨損、落塵等)；檢衡車油箱的溫度測量引入的不確定度分量；檢衡車油箱的液位測量引入的不確定度分量。????其中，由重復(fù)性引入的不確定度分量用測量不確定度的A類評定，其他因素引入的不確定度分量用測量不確定度的B類評定。????三、標(biāo)準(zhǔn)測量不確定度評定10????1.由測量重復(fù)性引入的不確定度分量為u1(A類評定)????在經(jīng)計(jì)量檢定合格的穩(wěn)定性和重復(fù)性較好的電子汽車衡上面，對檢衡車整車質(zhì)量進(jìn)行10次稱量測試，得出的數(shù)據(jù)結(jié)果如表1

4、所示。????????表1??稱量測試值、平均值及實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差??單位:kg????平均值:????實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差:10????即由測量重復(fù)性引入的不確定度分量為u1=s=0.843kg。????2.測量不確定度的B類評定????(1)檢衡車車載砝碼引入的不確定度分量u2????依據(jù)JJG99-2006《砝碼檢定規(guī)程》的規(guī)定:M1等級1000kg的每個(gè)砝碼的最大允許誤差為±0.05kg，假設(shè)均勻分布，可得，則????????M1等級1000kg×1010個(gè)砝碼之間是不相關(guān)的，則引入的不確定度分量為????????即由檢衡車車載砝碼引入的不確定度分量u2為0.0

5、91kg。????(2)檢衡車車損變化引入的不確定度分量u3????由實(shí)際經(jīng)驗(yàn)估計(jì)得，檢衡車車損變化的最大極限值為±0.6kg，假設(shè)均勻分布，可得，則????????即由檢衡車車損變化引入的不確定度分量為0.346kg。10????(3)溫度測量引入的不確定度分量u4????溫度變送器的測量范圍:-30℃～50℃，準(zhǔn)確度等級:0.2級。即可得溫度變送器的量程為80℃，其最大允許誤差為±0.16℃。假設(shè)均勻分布，可得，則????????即由溫度變送器引入的不確定度分量u4為0.092℃。????(4)液位測量引入的不確定度分量u5????液位變送器的測量范圍:0～500mm，準(zhǔn)確度

6、等級:0.1級。即可得液位變送器的量程為500mm，其最大允許誤差為±0.5mm。假設(shè)均勻分布，可得，則????10????即由液位變送器引入的不確定度分量u5為0.289mm。????四、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算????1.靈敏系數(shù)????本次參與不確定度評定所用數(shù)據(jù)如下:????檢衡車所加油料為0#柴油，即ρ20=0.835kg/L，溫度系數(shù)y=0.00068；液位變送器顯示值為497.6mm，即h=497.6mm?？紤]到極端天氣下的稱量測試，t取-20℃～35℃，當(dāng)t取-20℃時(shí)影響分量最大，即t=-20℃。則????10????2.標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總(見表2)????10

7、TSM>????表2??標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總一覽表????3.合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算????各不確定度分量間彼此獨(dú)立不相關(guān)，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為????????五、擴(kuò)展不確定度計(jì)算????取包含因子k=2，其擴(kuò)展不確定度為U=kuc=2×0.93=1.86kg????根據(jù)測量不確定度數(shù)字修約規(guī)則的規(guī)定，可以得出U=2.0kg。????六、不確定度的報(bào)告及表示10????檢衡車整車質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置的擴(kuò)展不確定度為U=2.0kg，k=2。????經(jīng)評定得出的不確定度滿足計(jì)量