校准示值误差测量结果的不确定度评定

摘要：本文以机动车发动机转速测量仪为例对校准示值误差测量结果的不确定度评定进行了简要论述。

关键词：转速测量仪 不确定度评定

1 测量过程简述

1.1 测量依据

JJF1375-2012《机动车发动机转速测量仪》

1.2 测量方法

以点燃式发动机高压点火脉冲感应式转速测量仪（P/R=1）为例。校准转速测量仪时，转速测量仪校准装置为标准器。当转速测量仪校准装置输出某一标准转速时，读取转速测量仪相应示值。

1.3 计量标准器

测量标准及其它设备见下表：

1.4 被测对象

机动车发动机转速测量仪。

2 数学模型

式中：δ——转速测量仪示值误差；

n——转速测量仪示值，r/min；

n0——转速测量仪校准装置输出标准转速值，r/min。

因为各分量n，n0互不相关，由不确定度传播律：

3 输入量的标准不确定度评定

3.1 被校转速测量仪示值（测量结果重复性）的标准不确定度评定

被校转速测量仪n估计值的不确定度主要来源于转速测量仪的测量结果重复性及数显仪器的示值量化误差。测量结果重复性可以通过连续测量得到的测量列，采用A类方法进行评定。

在转速测量仪校准装置及被校转速测量仪正常工况条件下，在转速测量仪校准装置输出标准转速为2986

r/min时，读取被校转速测量仪相应示值。等精度重复测量10次，测量数据：2970r/min、2970r/min、2970r/min、2960

r/min、2970r/min、2960r/min、2960r/min、2960r/min、2970

r/min、2970r/min。

单次实验标准差s（ni）

实际测量时，在重复条件下连续测量3次，以3次测量的算术平均值作为测量结果，则可得标准不确定度为：

3.2 被校转速测量仪n估计值（数显量化误差）的标准不确定度评定

数显式转速测量仪的分辨力为1r/min，其量化误差以等概率分布（矩形分布）落在宽度为（1r/min）/2=0.5r/min的区间内。考虑其引入的标准不确定度为

由于重复性分量包含被校转速测量仪n估计值（数显量化误差）的标准不确定度分量，为避免重复计算，只计最大影响量uA（n），舍弃u1（n）。

3.3 转速测量仪校准装置指示值n0估计值的标准不确定度评定

转速测量仪校准装置示值允许误差为±0.2%，在标准转速值为2986r/min时，可能引起的误差值为2986r/min×0.2%=6.0r/min。按正态分布计，则引入的标准不确定度：

4 输出量的标准不确定度分量一览表

5 合成标准不确定度的计算

由于各标准不确定度分量相互无关，故合成标准不确定度为：

6 扩展不确定度的计算

取包含因子k=2

Urel = k×ucδ=2×0.16%=0.32%

7 测量不确定度的报告

由上述分析得到：

转速测量仪示值误差的相对扩展不确定度为：

Urel=0.32%，k=2。

李伟克，JJF1375-2012国家规范第一起草人。