电子式引伸计示值误差不确定度评定.doc

电子式引伸计示值误差不确定度评定
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。
变形量

变形传递结构
传感器
电信号
信号处理并显示
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
JJG 762-2007《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。
(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℃/h。
2 测量模型
:
q=Li-Lt
:
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;Lt为引伸计标定器给出的标准位移值。
3 方差和灵敏系数
:

式中:灵敏系数,
:
4 输入量的标准不确定度
由引伸计估算的标准不确定度u(Li)
(1)测量重复性引入的标准不确定度u11
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==;
当校准位移为5mm时:得到极差值R=,则:
u11==;
(2)由引伸计分辨力引入的标准不确定度u12
因为分辨力引入的标准不确定度u12=,,所以u12==×=。
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JJF1033-2008《计量标准考核规范》可知,当重复性引入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℃引入的标准不确定度u13
电子式引伸计一般采用电桥补偿法减小温度对它的影响,但不能完全消除此影响,当温度发生偏离时,温度引起的引伸计位移变化量Δ=Li××10-4℃-1Δt,按均匀分布处理,当温度偏离20℃达到5℃时,标