测量与计量范文

测量与计量范文（精选8篇）

测量与计量 第1篇

1 计量标准装置的误差来源

计量标准装置的误差来源主要有: (1) 计量标准误差, 例如计量标准器、不同附件和配套设备等方面的误差; (2) 环境误差, 例如湿度、温度、振动、气压和磁场等因素导致的误差; (3) 人员误差, 例如观测、视觉、读数和估读等方面的误差; (4) 方法误差, 例如因缺乏健全的计算或测量方法而导致的误差。

2 计量标准装置误差和总不确定度的分析

2.1 计量标准的稳定性测试

通过比较活塞压力不断变化的名义值, 在鉴定机构提供的鉴定数据的基础上, 经过对比, 该比值必须在活塞压力所规定的变量范围内。

2.2 测量不确定度评定

受误差因素的影响, 评定不能确定的被测量值就是不确定度评定。对于不能确定的误差大小, 不确定度评定通过特征量值进行描述。

2.3 计量标准的测量不确定度验证

选定一只0~40 MPa的压力表, 经自检测, 一组数据与法定计量部门的一组数据比对检定结果如表1所示。

通过比较, 0.10 MPa是其差值的最大限度, 没有超出被检表误差允许范围内的2/3。因此, 这一装置验证了其总不确定度。

结合统计和计量两种技术, 并使统计技术与误差和鉴定理论相结合, 以验证测量的不确定度和压力计量标器。根据国家《弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表》 (JJG 52—1999) 的有关要求, 压力机在总的不确定方面符合其要求, 适用于检定工作为1.5级、2.5级和4级的工作强度。研究、分析不确定度和计量标准器存在的测量误差可以得出, 误差导致了被测量值的不确定性, 使测量的评定结果与国际有关标准一致, 使压力计量单位实现了统一, 量值更加准确, 使确认周期内的压力测量设备与有关规定的要求相一致。

3 采用合并样本标准偏差的必要前提

采用合并样本标准偏差的必要前提是必要而不充分的, 即这个测量是一个整体过程, 并且从取样、预处理样品、测量仪器的要求与等级、处理数据到最终得出测量估计值, 测量的过程必须符合一定的规范。另外, 测量值在大小上存在很大的不同, 但是这种不同并不影响测量结果中的q和s。假设Sr与测量所得数值之间具有一定的关联, 假设是正相关, 就应限定一个测量值范围, 根据Sr的不同来划分被测量值的档次, 进而作出评定;也可在每次测量的不同数值的基础上, 根据Sr大小的不同, 绘制一条曲线。这条曲线的可靠性随着被测量次数的增加而提高。

分别测量锑和氧化钠的质量分数, 测量的标准差可以不按档次确定。根据《氯化钾》 (GB 6549—1996) 这一标准, 测量氯化钾中所含水分的质量分数, 以4%为界限, 划分出不同的档次;根据《轻质石油产品中总硫含量测定法》 (SH/T 0253—1992) , 测量轻质油中硫含量的质量分数, 检测结果根据含量总数变化绘制拟合直线;根据《工业用裂解碳四的组成测定气相色谱法》 (GB/T 6600—1986) , 检测工业中所用的裂解碳四中的组分, 根据平均质量分数绘制出曲线, 在此基础上评定测量结果的标准差。

4 由介质液高度差估算

根据规程要求确定不确定度分量, 使活塞式压力机中的活塞下端与被检测的器具压口的中心处与水平面统一。通常情况下, 这一要求基本能够符合被检送器的尺寸, 其中的差距可以忽略不计, 可以不做人为修正。但是不修正相差就会使误差被引入, 在实际测量时也有1 cm的高度差异, 导致估算的不确定度分量为U (h) =0.01/1=0.01 m。

在合成标准不确定度Uc=0.003 0 m A的条件下, 输出电压估算Ui (y) 为0.001 1 m A, vi为11;精密电阻估算Ui (y) 为0.001 1 m A, vi为50;活塞压力计估算Ui (y) 为0.002 5 m A, vi为∞;介质液高度差估算Ui (y) 为0.000 67 m A, vi为8.

5 结束语

压力变送器测量的误差结果不确定度是U95=0.006 0 m A, 430为有效自由度, 上下浮动0.032 m A是变送器测量所允许的最大误差, 这与《压力变送器检定规程》 (JJG 882—1994) 中的要求相符——标准器的选用以及有关配套的检定装置与被检变送器所规定的最大误差相比, 其扩展不确定度不能超过1/4.

摘要：测量误差直接影响着工作计量器具计量数值的准确性和可靠性。为了在传递量值、降低损耗、保证质量和防护安全等方面满足计量器具的使用预期要求, 使其测量出来的结果更加准确, 需结合统计和计量两项技术, 并使统计技术与误差和鉴定理论相结合, 分析测量误差的不确定性。

关键词：计量标准装置,总不确定度,计量器具,统计技术

参考文献

[1]唐敏然, 何欣.β射线吸收型粉尘浓度测定仪的校准方法与不确定度分析[J].工业计量, 2006 (S1) .

测量中的的计量专业术语 第2篇

测量中的的计量专业术语--计量与测量的专业术语

·测量仪器的示值(indicationof a measuring instrument)-----测量仪器所给出的量值.·标称范围(nominalrange)----测量仪器的操纵器件调到特定位置时可得到的示值范围.·测量范围(measuringrange)----测量仪器在给定的误差极限范围内所能测量的最高量值与最低量值的区间.·标称值(nominalvalue)------测量仪器上表明其特性或指导其使用的量值，该值为近似值.·测得值(也被称为测得结果,result of a measurement)----由测量所得到的赋予被测量的值.·重复性(repeatability)---在相同的测量条件下,重复测量同一个被测量,测量仪器提供相似的示值能力.相同的测量条件包括:相同的测量程序,相同的观测者,在相同的条件下使用相同的测量仪器在短时间内重复测量.·量程(span)----标称范围两极限之差的模.·稳定性(stability)----测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力.·检查(inspection)---对产品设计,产品,服务,过程或工厂的核查,并确定其与特定要求的符合性,或在专业不断的基础上,与通用要求的符合性.·检定(verification)---查明或确认计量器具是否符合法定要求的程序,它包括检查,加标记和(或)出具检定证书.·再现性(reproducibility)---在改变了的测量条件下,同一被测量的测量结果之间的差异.(改变的条件包括:测量原理,测量方法,观测者,测量仪器,参考测量标准,地点,使用时间,使用条件.)

·测量(measurement)---以测量量值为目的的一组操作.·测试,检测，试验（testing）---在给定的产品，过程或服务按规定程序确定某种或多种特性的一组技术操作.·后续检定(subsequentverification)---计量器具检定后的任何一种检定.·校准(calibration)---在规定条件下,为确定测量仪器(或测量系统)所指示的量值,或实物量具(或参考物质)所代表的值,与对应的由测量标准所复现的值之间关系的一组操作.·首次检定(initialverification)---对未曾检定过的新计量器具进行的一种检定.

测量与计量 第3篇

一、正确理解“测量管理体系是质量体系的一部分”,处理好测量管理体系与质量体系的相互关系。

1.“测量管理体系是质量体系的一部分”,通常情况下,许多同志把它理解为“ISO10012标准是ISO9001标准的一部分”是不妥的。因为,从ISO9000族标准框图(如表一)可以看出,ISO9001标准和ISO10012标准都属于ISO9000族标准中的一部分,二者的区别在于ISO9001标准属于核心标准,而ISO10012标准属于支持性标准。但是,ISO10012标准支持的是整个ISO9000族标准,而不仅仅是ISO9001标准,还包括ISO9004标准以及ISO9000族标准以外的ISO14000标准、ISO18000标准等。因此,有的企业认为按照ISO9001标准建立了质量体系,就覆盖了ISO10012标准(即测量管理体系),没有必要再建立测量管理体系了,这是不正确的观点。

表一:

2. 测量管理体系与质量体系之间,二者应相互依赖,相互补充,共同构造“大质量”的管理模式。

一提“质量”,人们往往想到的是产品质量及与形成的产品质量有关过程的质量管理,实际上“质量”的概念要大的多。如:测量管理体系中所覆盖的节能降耗、安全生产、环境保护等工作,都属于“大质量”管理的范围。计量工作是一项基础性技术工作,与企业的各项管理工作都有着密不可分的关系。而非包含关系。因此,在企业的生产经营管理活动中,管理者要正确处理二者之间的相互关系。使两个关系相互补充,相互完善,再不断提高装卸服务质量的基础上,使各项经营管理工作水平得到全面的提高,使企业得到持续、稳定、快速的发展。

现在在实践测量管理体系过程中,一些企业在确立体系结构和编制体系文件时,将测量管理体系作为质量体系的子体系,将计量手册作为质量手册的二级文件使用。测量管理体系也应该是独立的,但是,二者之间可以相互引用,并且保证所有的内容不能相互矛盾。

二、测量管理体系的建立

1. 测量管理体系的建立应综合考虑ISO10012:2003标准的全部条款,建立测量管理体系的目的,就是以保证产品的准确度或装卸服务质量满足需方的要求,并能保证测量设备存在问题时能及早发现,并能采取相应的措施,还可以说,测量管理体系要保证为需方的工作提供准确可靠的数据,从而实现提高产品质量、降低能耗、提高生产效率。

2. 明确计量工作在企业中的作用,有的放矢地建立测量管理体系。计量工作在企业中的作用主要归纳以下几个方面:

一是通过对劳动指标进行考核,制定责权利相结合的目标责任制,不断提高企业的劳动生产效率。如:用电的考核是以市场价格定生产成本的核算方法。二是通过生产过程中的计量检测和控制,不断提高装卸服务产品质量。三是通过成本核算、燃物料的检测达到节能降耗的目的。四是通过计量检测加强安全监测防护,保证安全生产。五是加强对现场环境的监测力度,达到环境保护的目的。

三、如何搞好测量管理体系

1. 建立健全测量设备管理台帐

应形成一套科学、有效的在线测量设备管理台帐的动态管理办法其中包括:《测量设备汇总管理台帐》、《测量设备分户管理台帐》、《测量设备分级管理台帐》、《测量设备流转管理台帐》、《测量设备封存管理台帐》。

在线测量设备《测量设备管理汇总台帐》和《测量设备流转管理台帐》、《测量设备封存管理台帐》由主管科室负责管理,《测量设备分级管理台帐》由测量设备使用单位负责管理,两者之间形成一个计算机闭环管理网。主管科室根据测量对象的重要性把测量设备分为A、B、C三级,并且分别确定其检定周期。

用于对外贸易结算、安全防护、环境监测等列入国家强制检定的测量设备;用于内部核算的能源、物资管理且准确可靠性要求高的测量设备为A类。

用于生产工艺控制、质量检测等计量检测数据要求的测量设备为B类。

用于一般性指示、量值不易改变且使用频率不高的测量设备为C类。

2. 做好在线测量设备的维护、检定、审核

为保证计量周检率、合格率指标的完成,计量主管部门应制定相关制度,如《计量工作奖惩规定》、《测量设备分级管理办法和彩色标志管理办法》、《大型衡器管理办法》、《货运丈量操作规程》等。结合生产实际情况,对周检工作的执行作了具体规定:(1)所有列入周检计划的盘装仪表,都由维护人员携带合格的测量设备(电能表、压力表等仪表)在现场进行更换,并且更换标识进行确认使用,替换下来的仪表拆回,交主管部门集中送检;(2)由于生产原因而不能停运的仪表,安排在生产空隙时间,设备停运时检定;(3)其他测量设备到周期后集中送主管科室集中送检,发现损坏或有异常的测量设备及时送检修部门调修检定,合格后再安装使用。

3. 搞好测量管理体系,关键做好三个“一”。

明确一个目的:保证测量不确定度满足预期的要求。在理解上述一点时,大家知道任何测量都不可能绝对准确,都必然产生误差,测量中产生误差的原因很多,这些因素有;仪器的误差;测量标准带来的误差;被测对象本身造成的误差;环境的误差;测量方法带来的误差;操作者带来的误差等,其中有些可以明显地估计,有些尚不清楚,有些可以忽略,而这些误差值不可能准确知道,因此,在讨论误差时,都用不确定度表示。

掌握好一个原则:保证测量设备产生不合格误差的风险控制在允许的限度内;

实现一个转变:由器具管理模式向过程控制模式转变。

测量与计量 第4篇

随着科学技术的迅速发展, 对计量器具的校准测量能力要求越来越高, 一切测量结果都不可避免具有不确定度, 测量不确定度应用与传统的误差理论相比较, 更具有操作性, 在我们的计量技术机构建标、报告、复查以及在校准测量中会经常应用到不确定度评定和验证。根据JJF1059对测量不确定度下的定义:测量不确定度是“表征合理的赋予被测量之值的分散性与测量结果相联系的参数”。我们知道, 测量过程是一项活动, 而测量结果是这一活动的最终产品。每一个产品 (测量结果) 都存在不确定度, 即我们对所得到测量结果的不确定性的估计和评价。

1 测量方法及不确定度产生的原因

根据血压计的检定规程JJG270———2008, 采用直接比较法, 用血压计标准器检定台式、立式血压计。测量时把被检血压计用橡皮管、三通连接在血压计标准器上, 并调整二者的垂直度, 然后通过橡皮管产生标准压力值, 这样被检血压计的示值误差根据被检血压计示值与血压计标准器压力值相比较而测得。

由此可见, 其示值误差的测量不确定度来源于被检血压计的读数和血压计标准器。

2 数学模型

根据上面的分析, 被检血压计的示值误差可以写成:

式中:△———被检血压计的示值误差 (k Pa) ;

P——被检血压计某检定点的压力示值 (k Pa) ;

T——血压计标准器产生的标准压力值 (k Pa) 。

其中, T是血压计标准器产生的标准压力值, 根据国家量传系统表规定, 血压计标准器扩展不确定度为U=0.16%, P是某一检定点被检血压计的压力示值, 其误差主要来源于重复性对示值的影响。

3 方差和灵敏度系数

其中灵敏度系数

4 分量标准不确定度分析计算

(1) 取一台0~40k Pa、分度值为0.5KPa的血压计作参考, 对以下点重复性测量10次, 所得数列如下:

用贝赛尔公式算得平均值实验标准偏差S (X) :

实际测量中取一次测量读数作为测量结果, 故标准不确定度U (P) 分别为0.048k Pa, 0.042k Pa, 0.042k Pa, 0.052k Pa, 0.052k Pa。

(2) 标准不确定度分量u (T) 项:

5 合成标准不确定度

故各合成不确定度为0.048k Pa, 0.044k Pa, 0.046k Pa, 0.059k Pa, 0.063k Pa。

6 扩展不确定度

依次得0.088k Pa, 0.092k Pa, 0.108k Pa, 0.126k Pa。

7 测量结果不确定度报告

该血压计在K=2时的扩展不确定度符合要求。

测量结果不确定度的评定过程包含了五大要素 (被测对象、测量设备、测量人员、测量方法和原理、测量环境) 。可以看出, 计量标准器 (测量设备) 是包含在其中的, 所以说, 测量结果的不确定度评定是对测量过程的综合性评价, 而非单一针对其中的某一要素。在表述时应该表述为“测量结果的不确定度”, 而不能说“某某计量标准器 (测量设备) 的不确定度”。因此, 在开展计量检定活动、建立计量标准装置前, 政府计量行政主管部门要求我们必须对将要使用的计量标准装置进行计量检定活动的测量结果不确定度的评定及验证, 以便明确装置是否满足拟开展项目的检定规程、校准规范或其他指导性技术文件的要求。

摘要：测量结果的不确定度分析某一计量器具示值误差的测量结果不确定度分析要结合所使用的计量标准装置的型式、所采用的方法等进行, 结果一般用包含k=2的相对值的扩展不确定度Urel表示。一般情况下, 某一计量器具的测量结果的不确定度, 对于检定, 应小于计量器具误差限的1/3;对于定型检定, 应小于计量器具误差限的l/5。计量标准的测量不确定度验证, 该栏是指对所给的不确定度合理性的检验。

关键词：血压计,示值误差,不确定度,评定

参考文献

[1]JJG270-2008, 血压计、血压表.

[2]JJF1059-1999, 测量不确定度评定与表示.

电学计量检定及测量的误差原因探讨 第5篇

一、主观因素

电学计量检定和误差产生的主观因素主要指的就是人的因素。当前阶段, 检测的主要工作都是由检测人员来进行的, 而检测人员产生误差的原因主要有以下几个方面:

(一) 操作因素

操作元素主要是因为操作人员的不熟悉或者理解不到位造成电学计量检定和测量误差的发生, 或者因为操作人员的失误、没有依照规章制度进行等产生误差。要想减少这方面的误差发生就需要对工作人员进行专业培训, 加大工作人员的练习量, 从而提升其熟练度, 减少误差的发生。

(二) 读数因素

检定和测量需要工作人员对数据进行读取, 从而让数据在检定和测量中对其进行相关展示。而读数受到了操作人员习惯的影响, 所读取的数据和真实数据之间会产生一定的误差。对于此种情况需要建立相应的规章制度, 让操作人员形成良好的习惯, 减少数据读取与真实数据之间的偏差。

二、客观因素

客观因素内容较为庞杂, 其所涉及的范围较为广泛, 比如仪器、电源、环境等等都可以纳入到客观因素中。因此, 对于客观因素需要相关人员引起高度重视, 采取相应的手段提升检测的准确率。

(一) 仪器因素

在进行电学检定和测量之前需要对仪器进行校准, 从而保证通过仪器所进行的检测符合要求。但是因为不同的仪器其在计量过程中的精准度不同, 造成其进行测量的数据产生偏差。比如, 仪器在使用中其刻度不同、最小数值不同都会造成数值偏差的存在, 不同的数值在之后的工作中所产生的计算就会不同。因此, 仪器在进行使用之前需要相关人员对其进行充分的检查, 依照说明书等内容对其进行调试。尤其需要检测人员注意的是仪器的使用有效期, 超过有效期的仪器则不可以再进行继续使用。

(二) 测量装置因素

笔者通过在工作中进行观察和研究, 发现测量装置的元件对于测量结果而言影响较大。元件的稳定性因素与其误差产生之间具有一定的关系。误差产生原因主要在于其使用时间较长致使元件稳定性能降低, 线性与非线性元件处理方式不同致使测量值存在出入。其中的辅助设备在交流环境下的电容同样是一个重要的影响因素, 以及测量装置的配套情况、性能是否良好等等都会影响到测量值的准确度。解决测量装置问题则可以保证其装置设备的配套性, 对其检测性能进行随时测量, 在可能的情况下, 保证装置设备的灵敏度, 从而让测量的准确度得到提升。

(三) 电源因素

电网的频率对于测量的结果影响较大, 在有关频率的测量里, 在有关频率的测量里, 电网的频率会影响测量。如果电网的频率有不稳定因素, 那么其频率的波动频率则会更大。因此, 对于频率平方的测量, 则对于测量的结果需要加强注意。运用交流电压进行测量时, 需要对滤波引起高度关注, 其交流成分会存在于直流中, 其劣质的直流通过仪器进行测量就会出现数据偏差。频率的线路中, 其电压的波形也会对其测量的精准度产生影响, 而这种影响一般存在于线路中, 难以获得及时的发现, 这让电压难以形成正弦波形。笔者通过工作中的观察和研究, 发现电流和电压在测量过程中需要保证其精准度, 则可以减少误差的存在, 不稳定性的测量装置误差应当小于或者等于五分之一, 同时做好相应的电器检查工作, 减少其对于数值的影响。

(四) 环境因素

检定和测量的环境对于其检测的准确度也有一定的影响。环境中的影响因素主要包括磁场、水分、气压等因素。

1) 磁场因素。一般来说电子元件在使用过程中所产生的磁场较小, 可以对其予以忽略。但是, 如果直流电路中没有设置相应的屏蔽装置, 那么磁场对于电动系仪表的影响就会显现出来。因此, 在进行测量的过程中需要对此方面的因素予以适当考虑。在进行测量的过程中, 每个电感线圈都会产生交流磁场, 并产生相互影响。2) 水分因素。测量环境中如果湿度比较大, 那么就会让测量工具中的绝缘体电阻变小, 其使用时候的电容将交流电变成通路。其也会让大气压对电常数产生影响, 尤其在高阻器件方面, 其测量和检定的影响不容忽视。空气中的湿度变化会让空气介质常数发生变化, 空气中的水蒸气和呼出的气体也同样需要引起注意。3) 气压因素。大气压对检测的影响主要在于其影响了空气的介质常数, 进而影响到了电容器的作用, 其电容值就会发生变化。同时, 大气压还会影响线圈骨架, 造成其变形, 这让标准电阻的数值产生变化, 进而影响标准电阻器的阻值发生变化。4) 电路环境因素。电路和电路之间的绝缘体在测量过程中会产生电容, 此时产生电容会将交流电变成通路。如果此时发生电流泄漏就会影响原件读数, 导体之间会产生“贝塞克温差热电动势”, 产生触电动热, 进而影响测量结果。

三、结语

综上, 我们可以看出, 影响电学计量检定和测量误差的原因很多, 在进行检测过程中要想真正减少误差的存在, 就必须要对其中的各个方面引起高度注意, 保持认真、仔细的态度进行工作, 观察各个元素存在的情况, 从而真正减少误差产生。这需要工作人员的不断努力, 需要相关部门的慎重对待, 只有全体人员积极探索解决的手段和方法, 相信其检测的准确度会越来越高。

摘要：电学计量是从事电力工作人员的非常重要的一项工作, 其计量的准确度对于其工作的开展影响重大。影响电学计量检定的因素较多, 任何一个方面都可能会让计量数据产生偏差。本文正是基于此, 对电学计量鉴定和测量的误差原因进行分析, 希望可以促进电学计量检定及测量工作质量的进一步提升。

关键词：电学计量,检定测量,误差原因

参考文献

[1]刘少杰.电学计量检定和测量的系统误差因素研究[J].科技创新与应用, 2015, 17:297.

测量与计量 第6篇

一、人为因素

1) 人员误差。操作者由于对知识的掌握程度和相关步骤的熟悉程度不同会造成一定的系统误差。此类误差由检定人员主观造成, 可通过多加练习减少此类误差。

2) 读数误差。操作者由于不同的读数习惯, 造成的所读示数与真实值之间的误差, 例如读数的角度、估读的习惯等。

3) 操作误差。在检定具体操作中, 不能保证每一步骤都完全达到规定标准, 就会造成一定系统误差。例如, 转换机械式开关时用力不同会导致开关接触电阻不同, 像插销式电阻箱等设备, 用力大小也会产生较大的接触电阻差异。

4) 由于实验人员不同, 还会有相应的温度, 静电, 湿度等其他人为因素导致系统误差。

二、方法因素

1) 违反检定规程操作。不按照正常规定操作, 可能会引起较大误差, 所以实验时一定要严格按照规定步骤进行操作。

2) 非标准方法。测量过程中需对仪器进行校准, 所用方法不同会导致最终结果有所差异, 所得结果的精度也不同, 所以应尽量选用精度高的仪器进行实验。

三、仪器误差

1) 标准量具误差。电学计量标准中的标准器在生产的时候由于所适用范围不同, 在准确度和精准度上会有所不同, 这也就导致了通过它们测量出来的数据会产生不同的系统误差。一般来说, 标准器的精准度越高, 所得到的结果的精准度也越高。一般在检定证书中会指明标准器的有效期, 并标明它的精准度, 过了有效期的标准器就必须重新确定其系统误差, 因为标准器的精准度受外界因素影响较大, 并且极其容易损坏或失准, 所以标准器测得结果的误差往往会超出检定证书中给定的值, 但一般难以被检定人员发现。

2) 显示特性因素。所以计量仪器都具有不同的精度, 如有效位数不同、最小刻度不同等, 这会在读数时造成误差。所以操作者在检定时应正确选择合适的仪器以及仪器的合适部分进行检定。比如, 由于刻度线较密集的地方误差较大, 所以在测量时应选用刻度线较疏松的部分进行读数, 以此来尽量减少系统误差。

3) 非平衡测量中指示仪表因素。使用差值法测量时, 操作者需要通过仪表读数来计算被测量值, 所以仪表的示数误差必然会对最终的结果造成影响。但是, 一般此类误差对最终结果的影响微乎其微, 大部分情况下可以忽略不计。

4) 间隔采样因素。间隔采样一般通过数字仪表来实现, 所产生的误差一般来源于采样过程中可能遗漏一些波动信息, 从而导致采集不完全, 从而引起误差。

四、测量装置因素

1) 实验设备因素。导致电学计量检定和测量中的系统误差的因素多而复杂。本文归纳列举了这些误差因素及产生的原因。通常标准器都需要与其他设备一起组成一套装置才能进行测量和检定, 如果这些设备本身的性能不够良好就会对最终结果造成影响。例如对于直流电源, 要求它输出电压或电流的交流成分非常小, 不然就会引起误差。但是这类设备一般不送检, 所以此类误差一般难以被发现。

2) 其他元件因素。设备之间需要用导线或者开关来控制和保证实验的正常进行。而导线和开关的电阻或者接触性虽然十分微小, 但是在精准度要求较高的测量中也会造成较大的误差。同时, 在有交流的场合, 还应考虑这些辅助设备的电容、电感等对结果的影响。

3) 灵敏度因素。灵敏度是测量方法可不可取最重要的衡量标准之一。在条件允许的情况下, 要尽可能提高装置的灵敏度, 获得更为精确的结果。

五、元件因素

1) 稳定性因素。各类元件在被使用过程中都会发生老化, 从而导致稳定性下降, 会对结果产生一定影响, 但此类误差一般不可避免。

2) 线性与非线性因素。对于线性和非线性元件一般需要不同处理, 因为不同的条件往往会对非线性元件产生较大影响, 从而使结果也有较大差异。

六、电路特性因素

1) 直角误差。在交流电路中, 有功阻抗存在无功分量, 称残余电抗, 无功阻抗存在有功分量, 称损耗电阻, 如果在测量中不将它们考虑在内, 就会引起误差, 这类误差就叫做直角误差。这是由于交流电路阻抗三角形两直角边为电阻和电抗, 又阻抗Z=R+j X, 如果只单独考虑R或者X都会引起误差。

2) 交流电路中模和相角因素。如果在测量时由于电压灵敏度或值大于所设定电压, 指示器将不会再有变化, 就会产生模或者相角的误差。

七、环境因素

1) 磁场因素。一般电路元件之间的磁场影响不大, 但是直流电路里的电动系仪表如果未经屏蔽, 对磁场是十分敏感的, 会对测量产生一定影响。如果环境中外磁场较强, 那么还应该考虑交变磁场产生的影响。

在交流电路中, 由于每个线圈都能产生交流磁场, 所以各元件之间由于磁场所产生的影响会造成较大误差, 不可忽略。

2) 电场的因素。由于绝缘体之间可能形成电容, 导致交流电的通路, 会使电流泄露或者影响元件读数。

导体之间会产生“贝塞克温差热电动势”和接触电动势, 从而导致电路各部分升温不均匀, 而产生温差电势, 对结果造成影响。

3) 电流热效应因素。检定过程中, 需要对部分元件的数值进行改变或调解, 这样就会导致电流变化, 那么元件所散发的热量也就会有所不同, 而这也会对最终结果造成一定影响。

4) 电路稳定性因素。检定过程中有时要求操作者在同一时刻记录多个数据, 但这在现实生活中是难以实现的。所以所记录的各个数据不会是完全同时刻的, 这就要求电路状况保持不变, 才能得到精确的数据。但是实际操作中, 由于电源等问题, 电路状况很难在一小段时间内保持不变, 所以会造成一定系统误差。

参考文献

[1]张世箕.测量误差及数据处理[M].北京:科学出版社, 1979.

[2]李继凡等.精密电气测量[M].北京:中国计量出版社, 1986.

测量与计量 第7篇

1 不确定度的重要性

首先, 不确定度的一个重要表现即是对不确定度的测量不是简单的误差, 误差是试验中, 是为了表达一个更接近实际数字的一个理想区间, 是人为的最接近真实的一个数字, 而不确定度在实际的试验中, 有严格的计算和评定方法, 有严格的步骤程序, 所以区别于误差。

其次, 误差只具有相对的参考作用, 在实际的应用中应该避免, 但是在实际的操作中却不能具体的量化, 而不确定度有这方面的优势, 更加具有实用性, 在对不确定度的评比过程中, 要将其评比的结果具体的分为A类和B类, 在操作中, 也能将两种评定方法根据实际情况, 再来确定采用哪种, 有很强的针对性。

2 测量方法

对于不确定度的测评是由建立数学模型作为第一部开始的工作, 在最后的一部还要将测评的一系列程序、步骤等, 以报告的形式展现出来。为了表达被测量量与影响量之间的关系, 建立一种数学模型是最为直接、有效的方法了, 在具体的函数表达中, 被测量量用y来表示, 影响量用i来表示, 即:

数学模型的建立之初, 必须将影响不确定度的任何有关数值都输入到数学模型当中去, 建立好数学模型后, 要仔细分析模型里面的分量, 找出其具体的来源, 在实际的测评里还应该详细记录, 这样才能做到分量的不遗漏, 不重复。不确定分量用u来表示, A类和s类测量不确定度的函数表达式分别为:

3 对泄漏电流测量仪电压示值误差测量结果进行不确定度评定

3.1 测量流程

3.1.1 准备工作:

首先, 我们选取HL6626型号的漏电流测量仪作为我们实验的对象, 实验的主要目的是对其进行校准, 其环境温度为 (20±3) ℃, 这是最适合校准的温度, 其相对湿度的条件为不得>70%, 在实验中有严格的交流电流限制必须是50Hz, 我们选择在这类试验中较为常用的F45的数字多用表。

3.1.2 原理叙述:

漏电检测仪, 就是用来检测电器在通电的时候通过绝缘类似塑胶一样的工具隔开一些漏出的电流, 从而达到检验电流安全正常运转的效果。它输入阻止电流的代码主要是为了保护身体的触电。

3.1.3 测量流程:

对于具有可调输出电压的隔离变压器或由固定输出电压的隔离变压器和可调输出电压的自藕变压器组成的变压器组合的被检测试仪, 首先对试验电压进行检定。

试验电压必须检定四个点:电压值的最大输出及最小输出、110V和220V输出电压值。

输出电压值必须测量两次, 且按照从小到大的顺序, 最终平均值, 就是输出电压实际测量值。

在调节试验电压的过程中应保持其连续平滑。在试验电压为220V时用失真度测量仪直接测量, 电压失真度最低不能超过5%。

我们用T1表示为可调输出的隔离变压器;V表示为测试仪的试验电压指示仪表;试验电压指示仪表的误差, 按照指示测试仪是模拟式, 并根据下面的公式计算试验电压误差。

引用误差:

相对误差

在上面的计算中, γvm表示为试验电压指示仪表引用误差;γv表示为试验电压指示仪表相对误差;Ux表示为试验电压指示仪表示值;U0表示为标准数字电压表示值;Um表示为试验电压指示仪表相应量程上限值。

误差输出电压最大为±5%。模拟式指示装置的最大允许误差为其所有刻度的引用误差。

3.1.4 评定结果的使用范围:

符合上述条件的测量结果, 可使用本不确定度的评定方法。

3.2 模型建立

在上面数字模型中, r表示为泄漏电流测量仪电压示值误差;VX表示为被测泄漏电流测量仪电压示值;VN被测电压实际值数量。

3.3 判定不准确性

依据所测电流的误差不准确性的标准主要靠变量VX, VN

(1) 不准确性标准u (Vx) 的判定

变量Vb的不准确性标准u (Vx) 产生的原因是在检测漏电时的电流不连续波动, 主要运用一类方法进行判定, 用一辆漏电检测仪, 选取100伏电压, 在同等的环境下, 也就是一样的温度类似的温度, 而选取的同一两辆检测仪在连续工作抽样检查十次, 并得到一组数据98.2, 98.3, 98.3, 98.3, 98.3, 98.3, 98.4, 98.4, 98.5, 98.5。

选择两台同等级别、同等型号、同等规格的漏电检测仪, 并在100伏电压的情况对每台检测仪随机重复上面所述同温同湿的的环境进行十次单独的检测, 且各组检测数据按照上面所说的方法进行计算然后就得到了本次检测单组测试的标准误差:S1=0.097V;S2=0.083V;S3=0.086V

组合抽样样本的标准差:

则:u (Vx) =0.089V

(2) 标准不准确性u (VN) 的判定

变量VN的不准确性的主要取决于标准检测仪的仪器的不准确性。厂家在说明书上指出交直流100伏电压可以产生的误差在0.2%前后正负移动10个字。可以看作是在可移动区间内服从平均状态分布, 包括因子, 则:

3.4 合成标准不确定度的评定

(1) 灵敏系数

数学模型:r=VX-VN

(2) 合成标准不确定度汇总情况:

当不确定度来源为u (Vx) -被测表测量重复性时, 标准不确定度为0.089V, |ci|为1, ciu (xi) 为0.089V。

当不确定度来源为u (VN) -直流标准器不准时, 标准不确定度为0.173V, ci为-1, |ci|u (xi) 为0.173V。

3.5 扩展不确定度的评定

若K值为2, 扩展不确定性:U=k×u (c r) =2×0.195V=0.4V

3.6 测量不确定度的报告

准确度等级为5, 走漏电流测量仪电压的偏差测量结果扩展不确定度为:

衡量100V时,

折算至不确定性为:

衡量100V时,

4 结束语

在本文中通过对检测电流不准确性判定的研究, 并进行实验, 得出了检测电流不准确性分析的关键性和重要性, 进行分析计算, 根据最后得出的数据进行分析, 并得出结论。

参考文献

[1]李娜, 马修水, 李桂华.测量不确定度及测量不确定度评定综述[J].安徽电子信息职业技术学院学报, 2008 (3) .

精密孔径测量仪计量检定方法研究 第8篇

关键词：精密孔径测量仪,长光栅,光电瞄准,非接触,绝对测量

0 引言

长度测量是几何量测量中的一项重要内容, 孔径测量又是长度测量中的关键技术和难点之一。随着机械工业的发展, 内外径零部件已经广泛地应用于航空航天、武器装备、精密加工、汽车制造等国防和国民经济几大支柱产业, 例如尖端武器和精密仪器上的轴孔、量针等。有关内外径的高精度测量都是关键的技术问题, 对这一尺寸的控制将直接影响仪器或加工件的装配质量甚至性能, 因此, 必须对其进行高效而精密的测量;内外径测量和检定校准问题, 量值传递和溯源问题也越来越重要。做为内径尺寸标准器、实现内径尺寸量值传递和溯源的环规, 主要是通过KJY系列精密孔径测量仪和高精度测长机进行测试和检定校准。

精密孔径测量仪属于非接触式直接测量, 测长机属于接触式比较测量, 两者的测量原理和测量方法不同。精密孔径测量仪是航空304所 (北京长城计量测试技术研究所) 研制的一台以长光栅为基准, 利用光电瞄准进行绝对测量而无测量力的高精度测长仪。主要用来测量精密直通孔直径、圆柱外径、两平行平面间距, 还可进行高度自动探查。仪器设计符合阿贝原则, 结构新颖, 工作可靠, 操作简便。该仪器于1995年被列入由国家技术监督局批准实施的标准环规计量检定规程 (JJG894-95) 中, 并被指定为二等环规检定的推荐仪器。在光滑极限量规国家计量检定规程 (JJG343-1996) 中被列为量块、环规和卡规的推荐选择的计量仪器。该仪器于1985年获“国家科学技术进步二等奖” (85-KG11-2-142) ;获多项国家发明专利 (ZL 2009 1 0162897.7, ZL 2009 1 0266173.3, ZL 2010 10581842.2) 。在国防军工系统和民用生产单位, 该系列产品已经得到很好的应用。

为了更好地统一和规范精密孔径测量仪的检定校准问题, 本文主要介绍KJY系列精密孔径测量仪的计量检定校准方法。本方法适用于测量范围为0~200 mm, 分辨力为0.1μm的精密孔径仪的检定校准。同时, 规定了仪器的计量性能、检定项目、检定方法、检定步骤和检定结果处理等具体要求。

2 被检对象主要技术特性和计量特性

精密孔径测量仪外形及各个组成部分见图1.

图1 (a) 为系统组成框图, (b) 为仪器实物。仪器主要的技术指标为:分辨力0.1μm。测量范围200 mm。测量重复性0.2μm。允差误差:当测量长度L≤100 mm时, △=±0.5μm;当测量长度L>100 mm时, △=±0.3+2Lμm;测量不确定度U≤0.5μm (k=2) 。

1.支撑桌2.底座3.滑板微调手轮4.可调工作台5.像点头调节手轮6.像点头7.开合手轮8.标准头9.滑板10.控制箱11.显示器12.键盘13.计算机14.打印机

计量特性主要包括计量性能要求和通用技术要求两个方面。

计量性能要求的检定主要是指仪器的技术指标, 包括仪器的测量范围、仪器的分辨力、示值的重复性、测量误差和像点瞄准装置上下物镜焦点不重合引起的测量误差等。其中, 像点瞄准装置上下物镜焦点不重合引起的测量误差不大于0.2μm。

通用技术要求主要包括:外观和各部分的相互作用, 滑板沿测量方向移动的直线度测量, 像点头滑架运动与滑板移动的垂直度等。其中, 外观和各部分的相互作用主要包括:仪器各工作表面上应无锈蚀、碰伤、明显划痕以及影响使用的其它缺陷;显微镜光学系统成像应清晰, 视场内应无灰尘、水渍和油迹, 亮度应均匀;各活动部分运动应平稳, 无松动和卡住现象;锁紧手柄、紧固螺钉的作用应切实可靠;仪器滑板移动时, 数显装置在行程范围内应计数正常, 在各个位置上都能清零;仪器上标牌应清晰, 并标有仪器名称、规格、型号、制造厂名和出厂编号。使用中和修理后的仪器, 允许有不影响测量结果的缺陷。滑板沿测量方向移动的直线度测量, 在全行程范围内, 位移直线度应不大于5μm。像点头滑架运动与滑板移动的垂直度应不大于5μm。

2 检定条件和检定项目

检定条件主要是对环境条件和计量所采用标准器的要求。环境条件:室温 (20±1) ℃, 温度变化不大于0.2℃/h;湿度不大于65%RH;环境振动要小, 仪器在锁紧状态下示值显示变动量不大于0.1μm;在满足上述要求的环境中, 仪器平衡温度时间不小于24 h, 检定器具平衡温度时间不小于4 h。检定所需计量器具:检定直尺、一等四方角尺、测微表、一等环规或二等环规与二等量块组合使用。检定项目如表1所示。

3 检定测量方法

1) 外观和各部分的相互作用。采用观测和实验的方法。

说明:表中“+”表示必须检定的项目, “-”表示可以不检定的项目。

2) 滑板移动的直线度。将检定直尺固定在工作台上, 将测微表通过磁性表架固定在像点头滑架上, 使测微表测量头与检定直尺接触, 调整直尺使之与滑架移动方向平行 (两端示值相等) 。将测微表调到零位后, 全行程移动滑板并观看测微表的示值变化, 最大与最小的读数之差即为滑板移动的直线度。测量应分别在水平和铅垂面内进行。

3) 垂直度。将一级四方角尺放置在滑板上, 通过磁性表架固定测微表使测微表测量头接触四方角尺上工作面。调整使四方角尺上工作面与滑板移动方向平行。然后重新固定测微表使测微表测量头接触四方角尺侧工作面 (垂直于滑板移动方向) 并将测微表示值调到零位, 全行程内升降像点头滑架, 观察测微表示值变化, 其最大与最小的读数之差即为垂直度。

4) 示值范围。将滑板移至导轨行程的最右端, 将仪器复位。此点作为起点, 向左移动滑板直至左端。在滑板的整个行程内, 仪器的示值显示窗内数字应随滑板的移动而变化。该显示窗内显示的最大数字是仪器的示值范围。

5) 分辨力。将滑板移至导轨中间, 旋转开合手柄固紧滑板。旋转微调手轮, 仪器的示值显示窗中数字最小变动量即为分辨力。

6) 示值的重复性。用环规测量时, 将环规放在可调工作台上, 调整可调工作台使被测直径与像点头光轴垂直 (孔壁和光轴平行) 。旋转像点头手轮使像点处于环规厚度的中截面上。调整可调工作台, 使环规直径通过像点。从目镜中观察, 孔壁反射像应以横向双刻线为轴对称。用仪器的读数系统读数, 共测量10次。使用量块测量时, 将量块放在可调工作台上。调整可调工作台使量块工作面与滑板移动方向垂直, 与像点头光轴平行, 旋转像点头手轮使像点处于量块厚度的中截面上, 共测量10次。采用贝塞尔公式计算仪器示值的重复性:

式中:Li为单次测量值;为测量平均值。

测量误差采用一等环规或二等环规与二等量块组合检定。

使用一等环规检定测量误差。将环规放在可调工作台上。调整可调工作台使被测直径与像点头光轴垂直 (孔壁和光轴平行) ;旋转像点头手轮使像点处于环规厚度的中截面上;调整可调工作台, 使环规直径通过像点, 即从目镜中观察, 孔壁反射像应以横向双刻线为轴对称。在仪器的量程范围内均匀分布的5个点处测量, 每点分别测量3次。各点的标准值Lj0与该点的测量值Lj之差即为各点的示值误差ej。示值误差ej按式 (3) 、式 (4) 计算。在5个测量点中, 取示值误差最大的值作为仪器的测量误差。

式中:Lj为各点的测量值, 取3次单次测量值的平均值作为该点的测量值;Lj0为各点的标准值;i为每个点的测量次数;j为被选取的测量点的序号。

用二等环规与二等量块组合检定测量误差。将量块研合成内尺寸代替一等环规, 而且至少有一点使用二等环规。用量块检定的示值误差按式 (3) 、式 (4) 计算, 取示值误差最大的值作为仪器的测量误差。另外二等环规示值误差应小于标准差σ。标准差σ计算见式 (5) 。其余的计算方法相同于一等环规的检定方法。

式中:E1为仪器的允许误差;E2为二等环规的允许误差。

像点瞄准装置上下物镜焦点不重合引起的测量误差。用一块尺寸为20 mm的量块作为基准尺寸, 再用另外两块量块将其研合成图2的形状。将研合好的量块放置在工作台上, 调整可调工作台使量块工作面与滑板移动方向垂直, 与像点头光轴平行。旋转像点头手轮使像点处于量块厚度的中截面上。等温后测量组合体的内外尺寸。各测10次, 取平均值作为内、外尺寸的测得值L1、L2。为消除量块平行度误差的影响, 再将20 mm的量块前后调头重新组成图3的形状, 重复上述测量过程, 得到L1′、L2′。上下物镜焦点不重合对测量值影响的误差e塄按式 (6) 计算, 单位为μm。

4 计量测试试验结果和测量不确定度评估

4.1 检测校准结果

对重庆长安汽车股份有限公司的编号为27的精密孔径测量仪进行检定测试试验。检测校准结果如下:

1) 外观和各部分相互作用良好;

2) 滑板沿测量方向移动的直线度为3μm;

3) 像点头滑架运动与滑板移动的垂直度为5μm;

4) 示值范围为200 mm;

5) 分辨力为0.1μm;

6) 示值重复性为0.03μm;

7) 测量误差, 采用二等环规和二等量块组合检定, 检定结果如表2所示;

8) 像点瞄准装置上下物镜焦点不重合引起的测量误差为0.2μm。

4.2 测量结果的不确定度评估分析

对测量不确定度产生影响的因素有如下因素:标准件不确定度u1、读数不确定度u2、安装误差u3、测量重复性u4、光栅系统的不确定度u5、温度的影响u6, 以上各因素互不相关。在仪器进行检定时, 对检定用具和检定环境条件进行了限定。经过分析、计算和实验, 在限定条件之内, u1、u2、u3、u5、u6均为常数。

1) 标准件误差的影响。二等量块中心长度的不确定度U= (0.05+0.5L) μm (L以m为单位) , 根据仪器的最大测量范围, 取L=0.2, k=3。u1a=0.2/k=0.067μm。中心长度的变动量u1b=0.2/k=0.067μm。

2) 读数不确定度的影响。读数装置的分度值为0.1μm, 量化的不确定度为1/2的分度值即0.05μm, 符合均匀分布,

3) 安装误差的影响。安装时, 需要调整测件的被测要素与标准尺在同一直线上, 由于安装误差不能完全重合的不确定度为0.1 m, 符合均匀分布

5) 温度的影响。温度误差和仪器测量误差的关系为

式中:为基准尺膨胀系数, 10×10-6/℃;△T1为仪器要求室温与标准温度最大温差, △T1≤1℃;△鄣为基准尺与被测件的膨胀系数之差, (10~11.5) ×10-6/℃;△T为仪器允许基准尺与被测件的最大温差, △T≤0.2℃;L为被测长度, m。

这项误差呈三角分布

6) 合成标准不确定度:

7) 扩展不确定度:U=k×uc=0.26μm (k=2) 。

5 结语

本文介绍的方法适用于精密孔径测量仪的检定校准。同时, 以重庆长安汽车股份有限公司的精密孔径测量仪为例, 介绍了其检定校准的方法和测量结果的处理以及评判。按照本方法的要求进行检定, 检定合格后发给检定证书, 并给出检定结果及测量不确定度。不合格的仪器应出具检定结果通知书, 并说明不合格原因。复检时间间隔由用户根据仪器的使用情况而定, 建议时间间隔为1a。

参考文献

[1]邹克秀.扩展KJY精密孔径仪使用功能[J]航空计测技术, 2004, 24 (2) :44-45.

[2]束小梅, 张家远.KJY-Ⅱ型精密孔径测量仪不确定度分析[J].航空计测技术, 2003, 23 (2) :30-32.