能量发生器的撞击元件质量测量方法及能力验证分析研究

郭贵勇 薛金

摘 要：介绍了弹簧冲击锤校准装置能量发生器的工作原理、应用范围及技术参数，分析了测量方法，并建立了关键技术指标之一的撞击元件质量的校准结果的数据模型，分析各不确定度分量主要来源，结合测量实例具体数据，对其合成不确定度进行分析评定，对各不确定度分量进行计算并得出合成不确定度和扩展不确定度，最终可得出该检测项目的校准和测量能力（CMC），为第三方检测机构、国家出入境管理部门以及电器相关的科研院所提供强有力的技术支撑。

关键词：弹簧冲击锤 能量发生器 撞击元件 测量方法 校准和测量能力（CMC）

中图分类号：TH871 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）12（a）-00-02

Abstract：This paper introduces the working principle， application range and technical parameters of spring impact hammer calibrator energy generator， analyzes the measuring method， and establishes the data model of the calibration results of the mass of the impact， analyzes the main sources of the uncertainty components， and combines the data of the measurement example. The synthetic uncertainty is analyzed and evaluated， the components of the uncertainty are calculated， and the synthetic uncertainty and the extended uncertainty are obtained. Finally， the calibration and measurement capability of the test item （CMC） can be obtained. Overall， This paper can provide strong technical support for third-party inspection agencies， national entry-exit administration departments and electrical related research institutes.

Key Words：Spring Impact Hammer； Energy Generator； Impact element； Measurement Method； CMC

弹簧冲击锤是校准装置是实验室的专用装置，用于对弹簧冲击锤进行校准，它是根据IEC 60065-2-75和 GB 2423.55标准附录B的要求设计制造的，适用于第三方检测机构、国家出入境检验检疫管理部门及电器相关的科研院所的各种用途。而其能量发生器是用于对弹簧冲击锤校准装置进行校准，以确保弹簧冲击锤校准装置的计量准确、可靠，其关键技术指标之一的撞击元件质量：（0～500）g ，U=0.1g，k=2。本文通过对撞击元件质量的测量方法及数据处理的分析评定，在验证测量能力的同时，也是充分体现出采用计量技术为我国相关领域的计量可靠性提供强有力的技术支撑。

1 测量方法

依据《能量发生器校准规范》，在环境温度为（20±10）℃、相对湿度≤85%、电子天平（最大秤量：1000g，高准确度级）；钢卷尺（量程（0～5）m，Ⅱ级）。

在规定条件下，用钢卷尺测量能量发生器撞击元件跌落高度刻度位置100mm、200mm、300mm、400mm、500mm的刻度点，记录下测量结果，重复该过程3次，取其平均值为能量发生器的跌落高度值；用电子天平称量撞击元件质量，连续进行3次，取其平均值为撞击元件质量值。

2 测量模型

式中：m为能量发生器撞击元件质量，m为能量发生器撞击元件质量三次测量值的平均值。

3 不確定分析评估

3.1 标准不确定度评定

输入量m的标准不确定度u（m）的评定：其不确定度来源主要是测量重复性引入的不确定1度u1（m），可以A类方法评定u1（m）；电子天平准确度引入的不确定度u2（m），可以B类方法评定u2（m）。

（1）选取一能量发生器，用电子天平测量其元件质量，连续3次，得到测量列为：250.0g，250.0g，250.0g。其所求

的平均值：；单次实验标准偏差：极

差法计算（系数C=1.69）：s=0/1.69=0，实际测量中是在重复性条件下测量3次，取其算术平均值为测量结果，则

（2）电子天平为高准确度级，在250g测量点其示值最大允许误差为±0.05g，估计为均匀分布，其引入的标准不确定度为：。将u1（m）与u2（m）两项

合成，则u（m）。

3.2 合成标准不确定度的评定

标准不确定度汇总表如表1所示。

合成标准不确定度的计算：uc（m）=uc（m）=0.03g。

3.3 扩展不确定度的评定

取包含因子k=2，则U=k·uc=0.1g。

4 结语

按照以上分析评估结果，能量发生器撞击元件质量测量结果扩展不确定度为uc=0.1g，它是由合成标准不确定度uc=0.03g和包含因子k=2之乘积得到。该结果是作为表征合理赋予被测量值的分散性，也表明该检测项目的校准和测量能力撞击元件质量测量点：（250～500）g，U=0.1g，k=2。

参考文献

[1] 国家质量监督检验检疫总局.JJF 1059.1-2012，测量不确定度评定与表示[S].北京：中国质检出版社，2012.

[2] 国家质量监督检验检疫总局.JJF 1094-2002，测量仪器特性评定[S].北京：中国计量出版社，2003.

[3] 国家质量监督检验检疫总局.GB/B T27025-2008，检测和校准实验室能力的通用要求[S].北京：中国标准出版社，2008.