电字式引伸计示值误差不确定度评定.pdf

UNCERTAINTYOFMEASUREMENT 电子式引伸计示值误差不确定度评定张辉,林红,梁艳,张俊超(,西安 710065;,西安710025) [摘要]电子式引伸计是一种测量材料应变的计量器具,主要用于金属材料力学性能试验中的应变测量,通过选用所需标距和变形量的电子式引伸计测出被测材料的变形量,即可算出材料的应变。由此可知,电子式引伸计标距和变形量测量准确与否直接关系到被测材料应变测量结果的准确性,文章针对电子式引伸计测量变形部分(即引伸计的示值) 校准时所产生的不确定度进行分析,找出影响测量结果不确定度的主要因素,给出评定结果。[关键词]引伸计;示值;不确定度;应变[中图分类号]TB9 [文献标识码]B [文章编号]1002—1183(2013)06-0054—03 电子式引伸计是机械技术与传感器技术相结合的产物,其工作原理如图1所示。这类引伸计前端采用机械结构采集试样变形,后端将变形量传递至各类电气原件组成的传感器,传感器将变形量转化为电信号,处理器对电信号进行滤波、模数转换、放大等处理,最终将变形值显示出来。电子式引伸计根据内部所用传感器原理不同可分为电阻(应变片)式、电容式、电感式等?。下面以小变形_2电阻(应变片) 式电子引伸计为例,对校准其示值时的测量不确定度进行分析。图1电子式引伸计工作原理图 1测量依据及方法(1)测量依据 JJG762--2007《引伸计》检定规程。(2)测量方法测量时,将引伸计与引伸计标定器可靠连接, 由引伸计标定器给出标准位移值,从引伸计显示装置上得到引伸计的变形(位移)示值。引伸计的位移示值减去引伸计标定器给出的标准位移值即为引伸计的示值误差。, 其示值误差采用绝对误差的形式表示,,其示值误差采用相对误差的形式表示引。(3)测量使用的标准器引伸计标定器,量程为0~25mm,。(4)被测对象 (以下简称引伸计):标距 50mm,变形范围为0—5mm,。(5)测量环境室温(20±5)℃,温度变化2~C/h。 : q=L—L (1) : g= 0%=(一)o%(2) 式中:q为引伸计示值误差(绝对或相对误差);Li为引伸计的位移示值;L为引伸计标定器给出的标准位移值。 : (q)=c2()M()+c(L)(L) (3) 式中:灵敏系数c(L)=1,c(L)=一1 : (g)=Ur 2el(Z)+l() (4) [收稿15t期]2013—02—07 r [作者简介]张辉(1962一),男,北京人,高级工程师,毕业于西安理工大学,从事几何量计量器具的检测和研究工作。 54· IndustrialMeasurement2O13 UNCERTAINTY0FMEASUREMENT 度 21根据引伸计标定器校准证书,,其示值误差不超过±,按均匀分布处理,//'21::017m; ,其相对示值误差不超过±%,按均匀分布处理, : =%= 。(2)引伸计标定器偏离20~C引入的标准不确定度“22引伸计标定器随温度变化的量=× 10△,按均匀分布处理,温度偏离20~C达到5~C时, 标准不确定度如下。: 4输入量的标准不确定度 () (1)测量重复性引入的标准不确定度u 对引伸计所选校准位移进行9次重复测量,采用极差法,单次测量的标准差为s=R/C,查表得系数C=。:得到极差值R: ,则:u11=~m/=; 当校准位移为5ram时:得到极差值R=, 则:11=~m/=~m; (2)由引伸计分辨力引入的标准不确定度“因为分辨力引入的标准不确定度=,,所以//,。:== =~m。从以上计算可以看出,由重复性引入的标准不确定度均大于分辨力引入的标准不确定度,由JJF 1033--2008《计量标准考核规范》可知,当重复性引人的不确定度分量大于被测仪器的分辨力引入的不确定度分量时,可不考虑分辨力引入的不确定度分量],故分辨力引入的标准不确定度分量在标准不确定度合成时不列入。(3)引伸计偏离20~C引入的标准不确定