直流焊机电源电流校准方法探讨以及不确定度解析

窦明亮 ��

摘要：针对焊机电源电流使用标准表比对法进行校准进行了分析。

关键词：直流焊机；电流；标准表比较法；测量不确定度

焊机电源是指提供电流和电压，并具有适合于弧焊和类似工艺所需特性的设备。本文以松下焊机YD350GL4为例，在使用标准表进行直流焊机电源电流校准时，相应的不确定度进行分析。

1 校准依据

鉴于国内尚无直流焊机电源电流校准的校准规范，本文参照《JJG（军工）692015 直流标准电流源检定规程》进行校准。

2 标准器的选择

本次校准选用高精度交直流电流表DLB1000作为标准器。校准原理图如下：

校准装置连接图

2.1 测量模型

Δ=II0

式中：Δ为被校的焊机电源电流示值误差

I为被校焊机电源电流示值

I0为标准电流表DLB1000示值

由于各输入量之间不相关，合成方差为：

uC2=c12u12（I）+ c22u22（I0）

灵敏系数 c1=1，c2=1

2.2 不确定来源评定

焊机电源电流示值误差的测量不确定度来源主要包括：

（1）测量重复性引入的不确定度；焊机电源电流分辨力引入的不确定度；标准电流表测量位置变化引入的不确定度（可归为重复性引入的不确定度）；焊机电源的不稳定引入的不确定度（可归为重复性引入的不确定度）。

（2）由标准电流表DLB1000示值误差引入的不确定度。

2.2 .1 测量重复性引入的不确定度u11（I）

采用的校准装置连接图，在校准点200A处对被校焊机电源电流重复测量10次，测量数据如表1所示。

实验标准偏差：

s（x）=Σ10i=1（xi-x-）2[]10-1=00816（A）

校准结果取10次测量的平均值，故测量重复性引入的标准不确定度分量为：

u11（I）=s（x）[]10=00258（A）

2.2.2 焊机电源电流分辨力引入的不确定度u12（I）

被校焊机电源电流在校准点200A是的分辨力为1A，区间半宽为0.5A，认为在區间内服从均匀分布，则分辨力引入的标准不确定度分量为：

u12（I）=05A[]3=0289（A）

2.2.3 标准电流表DLB1000示值误差引入的不确定度u2（I0）

标准电流表DLB1000在200A时的最大允许误差为±02A，认为其服从均匀分布，则标准电流表DLB1000示值误差引入的标准不确定度分量为：

u2（I0）=02A[]3=0115（A）

2.2.4 合成标准不确定度及扩展不确定度（表2）

标准不确定度符号标准不确定度分量灵敏系数

u11（I）0.0258A1

u12（I）0.0289A1

u2（I0）0.1150A1

由于焊机电源电流重复性测量引入的不确定度包含了分辨力引入的不确定度，为避免重复计算，只取最大影响量u12（I），舍弃u11（I）。

以上各个标准不确定度分量是互不相关的，故合成标准不确定度为：

uc=u211（I）+u22（I0）=031（A）

取k=2，则扩展不确定度为：

U=kuc=06（A）

2.3 测量结果的表述

在本例中，焊机电流电源在200A示值的校准结果为：示值误差为0.5A，其扩展不确定度为0.6A（k=2）。

3 结语

本文仅以焊机电源电流在200A校准点为例，在使用标准表校准时的不确定度进行了分析，相应的其他校准点可通过相似的算法进行评定，在此不作赘述。以此文为校准方法选择及标准器选择提供参考。

参考文献：

[1]JJG（军工）692015.直流标准电流源检定规程.

[2]JJF1059.12012.测量不确定度评定与表示.

[3]GB 15579.12013.弧焊设备第1部分焊接电源.