基于En值的履带拖拉机长度尺寸比对分析
2022-12-09农业农村部农业机械化总站
农业农村部农业机械化总站
□王扬光 王庆厚 赵泽明
质量控制是质量管理活动的一部分，是实验室为达到所要求质量而进行的一系列作业技术活动，内部比对是实验室质量控制的措施之一。正确评价比对结果是比对活动中的关键环节。本文运用归一化偏差En值对履带拖拉机长度尺寸比对结果进行分析，为拖拉机实验室内部比对提供参考。
一、En值评价方法
实验室内部比对有仪器比对、人员比对和方法比对等。适宜的结果评价方法是整个比对活动中至关重要一步。在仪器比对中，通常情况下可利用归一化偏差En值对两台仪器测量结果进行评价。En值的计算公式如下：
式中，X为第一台仪器设备测量值；Y为另一台仪器设备测量值；Ux为第一台仪器设备测量扩展不确定度；Uy为另一台仪器设备测量扩展不确定度。在两台仪器设备比对试验中，当En≤1，表示两仪器设备测量结果在合理的预期内，比对结果可接受；En＞1，表示两仪器设备测量结果没有达到预期，应进行原因分析和改进。
二、测量方法及结果
履带拖拉机长度尺寸测量，依据农业农村部推广鉴定大纲DG/T 001—2019《农业轮式和履带拖拉机》及其第1号修改单（下称“大纲”）和GB/T 3871.2—2006《农业拖拉机 试验规程 第2部分：整机参数测量》（下称“标准”）有关条款进行。
测量人员依照大纲、标准要求，分别使用钢卷尺和激光测距仪进行履带拖拉机长度测量。测量人员均持证上岗，测量所用仪器设备信息见表1,测试样品为CA802型履带拖拉机，生产日期为2022年2月。
表1 测量所用仪器设备
使用两种仪器分别对履带拖拉机长度进行10次重复测量，测量数据见表2。
表2 履带拖拉机长度测量结果
三、不确定度评定与En值计算
1.钢卷尺测量不确定度评定
（1）A类不确定度评定
按A类评定方法，钢卷尺测量（L1）的A类不确定度为：
式中：uA（L1）表示钢卷尺测量的A类不确定度；L1i表示钢卷尺第i次测量结果；表示钢卷尺10次测量结果的算术平均值。
（2）B类不确定度评定
钢卷尺测量（L1）的B类不确定度主要由检测仪器的不确定度引起，校准证书给出的0—5m示 值 误 差 为1.52mm，示值误差扩展不确定度为0.02+0.04L（L为测量长度，单位：m），扩展系数k=2，钢卷尺测量（L1）的B类不确定度为：
式中：uB（L1）表示钢卷尺测量的B类不确定度；uB1表示钢卷尺测量示值误差；表示钢卷尺使用测量量程，此处。
（3）标准不确定度计算
钢卷尺测量（L1）的标准不确定度为：
式中：uc（L1）表示钢卷尺测量不确定度。
取扩展系数kL1=2，则钢卷尺测量扩展不确定度为：
式中：uc（L1）表示钢卷尺测量不确定度。
2.激光测距仪测量不确定度评定
（1）A类不确定度评定
按A类评定方法，激光测距仪测量（L2）的A类不确定度为：
式中：uA（L2）表示激光测距仪测量的A类不确定度；L2i表示激光测距仪第i次测量结果；表示激光测距仪10次测量结果的算术平均值。
（2）B类不确定度评定
激光测距仪测量（L2）的B类不确定度主要由检测仪器的不确定度引起，校准证书给出激光测距仪检定结果为“符合0级要求”，查JJG 966—2010《手持式激光测距仪检定规程》，0级激光测距仪的最大允许偏差为1.5+5×10-5×L（L为测量长度，单位：mm）；测量偏差在最大允许偏差内符合均匀分布，取扩展系数k=，激光测距仪测量（L2）的B类不确定度为：
式中：uB（L2）表示激光测距仪测量的B类不确定度；表示激光测距仪测量使用量程范围，此处=45000m。
3．标准不确定度计算
激光测距仪测量（L2）的标准不确定度为：
式中： )(2Luc表示激光测距仪测量不确定度。
取激光测距仪不确定度扩展系数kL2=2，则激光测距仪测量扩展不确定度为：
式中： )(2LUc表示激光测距仪测量不确定度。
4.En值计算
将钢卷尺和激光测距仪测量不确定度和10次测量均值带入（1）式，得出两台设备的En值为：
四、结论与分析
1.钢卷尺和激光测距仪测量结果的En值评定小于1，两仪器设备测量结果在合理预期内，比对结果可接受，表明实验室履带拖拉机长度尺寸检测方法正确，测量所使用仪器设备精度适宜。实际检验检测中，履带拖拉机外廓尺寸测量包括长度、宽度、高度3个方向尺寸，其测量方法相同，且履带拖拉机与轮式拖拉机外廓尺寸测量方法也相同，因此实验室具备履带拖拉机和轮式拖拉机外廓尺寸检测能力。
2.在A类不确定度评定中，钢卷尺的不确定度大于激光测距仪的不确定度，在扩展不确定评定中亦是如此，所以在外廓尺寸测量中应优先选用激光测距仪。
3.钢卷尺测量中A类不确定度是B类不确定度的3倍多，表明钢卷尺的A类不确定度在外廓尺寸测量中为主要影响因素。建议分析钢卷尺测量中影响A类不确定度的来源，进一步规范测量方法和人员操作，降低测量不确定度。
