汽车安全气囊气体发生器压力测试不确定度评定

杨金雪

（湖北航鹏化学动力科技有限责任公司，湖北 襄阳 441000）

气体发生器是汽车安全气囊的气体发生装置，是关键部件，气囊的展开时间及膨胀压力与气体发生器有直接关系，因此必须对气体发生器进行压力测试，以保证其性能指标满足使用要求。文章主要介绍了在22 ℃±3 ℃的温度测试条件下，气体发生器压力测试的通用不确定度评定方法。

1 概述

1.1 目的

评定型号为PAB6.1汽车安全气囊气体发生器，保温（22±3）℃，时间 4小时，在（60±0.6）L压力容器内点爆后，其不同时间点对应压力测试值的扩展不确定度。

1.2 检测使用的仪器设备

环境试验箱，型号：SC/HS-408F，规格：-40 ℃～150 ℃ /0 .01℃，校准结果：合格。

压力数据采集系统，型号：Hude INTERFACER4LD，序列号：10.067/2013，校准结果：合格。

压力传感器，型号：ES200B，规格：1 MPa，等级：0.1级，校准结果：合格。

压力容器，规格：（60±0.6）L，校准结果：合格。如图1所示。

图1 压力容器[1]

1.3 检测程序

将校准合格的压力传感器分别与60 L压力容器及数据采集系统进行连接，同时在压力数据采集系统中配置压力传感器的核查参数。如图2所示。

图2 测试示意图[1]

将待测样品从环境试验箱中取出（保温22 ℃±3 ℃/4 h），固定在60 L压力容器特定工装中，关闭容器端盖。

将采集系统点火线缆（1.2 A电流输出）与气体发生器点爆接头进行连接，在测试前测试点火器电阻值，然后在系统界面点击点火（Ignition）按钮，在发生器点爆瞬间系统自动开始采集压力/时间数据，并生成数据曲线与报告。（注：样品从环境试验箱中取出至点爆，需在3 min内展开）

1.4 不确定度评定结果的应用

由于安全气囊气体发生器为汽车被动安全件，其性能特性对汽车安全性来说至关重要，为保证气体发生器性能在受控范围内，技术指标符合安全要求，对其压力测试结果进行不确定度评价，符合上述条件或十分接近上述条件的同类测量结果，一般可以参照本例的评定方法。

2 灵敏系数

由于测量结果由压力数据采集系统直接生成，应用简易方法，()的灵敏系数1=1，()的灵敏系数2=1。气体发生器压力测量值的合成标准不确定度为

式中，()为的合成标准不确定度；()为测量重复性引入的标准不确定度；()为测量系统误差引入的标准不确定度；为测量系统误差。

3 标准不确定度评定

气体发生器压力测试的不确定度来源主要包括重复性不确定及测量系统不准确，分别进行分析计算。

3.1 气体发生器对应时间点压力测试重复性引入的标准不确定度

取同一生产批次样品5发，进行5次测试（同一批次取5个样品测试），选取、、、作为测试评价点，测试数据如表1。

表1 发生器压力测试数据

表1中，表示压力，单位为kPa；P表示压力为峰值 50%时的压力值，以此类推。表示时间，单位为ms。

测试数据生成压力/时间曲线如图3所示。

图3 P/T曲线

用极差法分析重复性引入的标准不确定度，公式为

式中，为极差，为极差系数。

被测量估计值的标准不确定度计算公式为

3.2 测量系统不准确引入的标准不确定度分量按B类评定

通过对压力测试系统进行分析，其测试过程主要变差和影响因素为测试用压力传感器的不确定性，因此在不确定度评定过程中，主要计算由其引入的不确定度，其它影响因素忽略不计。

其中压力传感器的技术等级为0.1级。根据测试结果，其不同评价点测试数据的最大误差为

式中，为最大允许误差。

4 合成标准不确定度评定

由于以上两分量由不同的体系产生，可以认为它们之间相互独立，所以

表2 不确定度分量汇总表

5 扩展不确定度评定

取包含因子=2，气体发生器对应时间点压力测试的不确定度为

6 报告检测结果和扩展不确定度

该气体发生器 T24.2ms压力测试结果为（189.34 ± 5.92） kPa，扩展不确定=5.92 kPa，它是由标准不确定度u=2.96 kPa乘以扩展因子=2而得到。

T37.2 ms压力测试结果为（281.68±3.76）kPa，扩展不确定=3.76 kPa，它是由标准不确定度u= 1.88 kPa乘以扩展因子=2得到。

T47.7 ms压力测试结果为（333.45±2.38）kPa，扩展不确定=2.38 kPa，它是由标准不确定度u= 1.19 kPa乘以扩展因子=2而得到。

T61.9 ms压力测试结果为（338.04±1.16）kPa，扩展不确定=1.16 kPa，它是由标准不确定度u=0.58 kPa乘以扩展因子=2而得到。

7 结论

本文介绍了汽车安全气囊气体发生器压力测试的通用不确定度评定方法，根据在不同时间点对应的压力测试值，计算其不确定度范围，从而得到气体发生器压力测试95%置信概率下压力/时间曲线范围，保证气体发生器的性能参数在控制范围内，满足标准及安全要求。