檢衡車整車質(zhì)量對電子汽車衡稱量測試結(jié)果的不確定度分析

一、概述

檢衡車對電子汽車衡進(jìn)行稱量測試時(shí)，由于燃油消耗，檢衡車整車質(zhì)量處于變化狀態(tài)不符合計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器對穩(wěn)定性的要求。為了能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控檢衡車整車質(zhì)量的變化，我們對檢衡車進(jìn)行了改造，在檢衡車的油箱加裝溫度變送器和液位變送器，形成檢衡車整車質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。并向國家質(zhì)檢總局申報(bào)了《電子汽車衡計(jì)量檢定系統(tǒng)》科技計(jì)劃項(xiàng)目，現(xiàn)已經(jīng)過國家質(zhì)檢總局驗(yàn)收通過。在對電子汽車衡計(jì)量檢定的過程中，JJG539-1997《數(shù)字指示秤檢定規(guī)程》替代法僅開展稱量測試和重復(fù)性測試等檢定項(xiàng)目，沒有對檢衡車整車質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行測試的規(guī)定。因此有必要對測量不確定度進(jìn)行評定。

根據(jù)質(zhì)量與體積的關(guān)系其測量模型為：△m=m1-m,式中△m—測量誤差；m1—電子汽車衡稱量測試結(jié)果；m—檢衡車整車實(shí)時(shí)質(zhì)量。

M=m0+PU=m0+[ρ20-（t-20）y](h/1.77),式中m—檢衡車整車實(shí)時(shí)重量；m0—檢衡車油箱無油時(shí)的質(zhì)量；U—油箱油料體積；h—油箱液位高度；ρ—t溫度下的密度；ρ20—20℃標(biāo)準(zhǔn)下的密度；t—當(dāng)前油箱溫度；y—溫度系數(shù)；1.77—試驗(yàn)常數(shù)。

二、標(biāo)準(zhǔn)不確定度的來源分析

檢衡車整車質(zhì)量對電子汽車衡進(jìn)行稱量測試結(jié)果的不確定度包括：重復(fù)性引入的不確定度分量；檢衡車車載砝碼引入的不確定度分量；檢衡車車損變化引入的不確定度分量（潤滑油、剎車油、玻璃水、工具箱、防凍液、車體磨損、落塵等）；

檢衡車油箱的溫度測量引入的不確定度分量；檢衡車油箱的液位測量引入的不確定度分量。

其中由重復(fù)性引入的不確定度分量用測量不確定度的A類評定,其他因素引入的不確定度分量用測量不確定度的B類評定。

三、標(biāo)準(zhǔn)測量不確定度評定

1．由測量重復(fù)性引入的不確定度分量為A類評定

在經(jīng)計(jì)量檢定合格的穩(wěn)定性和重復(fù)性較好的電子汽車衡上面,對檢衡車整車質(zhì)量進(jìn)行10次稱量測得出的數(shù)據(jù)結(jié)果如表1所示:

2.測量不確定度的B類評定

（1）檢衡車車載砝碼引入的不確定度分量U2

依據(jù)JJG99-2006《砝碼標(biāo)定規(guī)程》的規(guī)定，M1等級1000kg的每個(gè)砝碼的zui大允許誤差為±0.05kg,加設(shè)均勻分布，可得K=，則U=a/k=0.05/=0.0289kg,

M1等級1000kg×10個(gè)砝碼之間是不相關(guān)的，則引入的不確定度分量為：U2===0.091kg,即由檢衡車車載砝碼引入的不確定度分量U2為0.091kg.

(2)檢衡車車損變化引入的不確定度分量U3

由實(shí)際經(jīng)驗(yàn)估算得：檢衡車車損變化的zui大極限值為±0.6kg,假設(shè)均勻分布，可得K=,則U3=a/k=0.6/=0.346kg,即由檢衡車車損變化引入的不確定度分量為0.346kg.

(3)溫度測量引入的不確定度分量U4

溫度變送器的測量范圍：-30℃～50℃，準(zhǔn)確度等級：0.2級，即可得溫度變送器的量程為80℃，其zui大允許誤差為：±0.16kg,假設(shè)均勻分布，可得K=,則U4=a/k=0.16/=0.092℃，即由溫度變送器引入的不確定度分量U4為0.092℃.

（4）液位測量引入的不確定度分量U5

液位變送器的測量范圍：0～500mm,測量度等級：0.1級，即可得液位變送器的量程為500mm,其zui大允許誤差為：±0.5mm,假設(shè)均勻分布，可得k=,則U5=a/k=0.5/=0.289mm,即由液位變送器引入的不確定度分量U5為0.2896mm.

四、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算

1.靈敏系數(shù)

本次參與不確定度評定所用數(shù)據(jù)如下：

檢衡車所加油料為0#柴油，即ρ20=0.835kg/L,溫度系數(shù)y=0.00068;液位變送器顯示值為497.6mm,即h=497.6mm，考慮到天氣下的稱量測試，t取-20℃～35℃，當(dāng)t取-20℃時(shí)影響分度zui大，即t=-20℃,則m=m0+ρu=m0+[ρ20-（t-20）y](h/1.77)

2.標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯集（見表2）

3.合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算

各不確定度分量間彼此獨(dú)立不相關(guān)，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

五、擴(kuò)展不確定度計(jì)算

取包含因子K=2，其擴(kuò)展不確定度為U=KUC=2×0.93=1.86kg.

根據(jù)測量不確定度數(shù)字修約規(guī)則的規(guī)定，可以得出U=2.0KG.

六、不確定的報(bào)告及表示

檢衡車整車質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置的擴(kuò)展不確定度為U=2.0kg,K=2.經(jīng)評定得出的不確定度滿足計(jì)量檢定中替代法的要求。

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