對經(jīng)緯儀檢定裝置測量不確定度評定的探討

魏鵠志

(廣東省清遠(yuǎn)市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測所,廣東清遠(yuǎn) 511500)

對經(jīng)緯儀檢定裝置測量不確定度評定的探討

魏鵠志

(廣東省清遠(yuǎn)市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測所,廣東清遠(yuǎn) 511500)

本文主要對經(jīng)緯儀檢定裝置測量不確定度進(jìn)行了分析,可供同行參考。

經(jīng)緯儀 測量不確定度 檢定

1 概述

(1)檢定依據(jù):JJG414—2003《光學(xué)經(jīng)緯儀》檢定規(guī)程;(2)環(huán)境條件:溫度(20±5)℃,相對濕度≤75%;(3)檢定標(biāo)準(zhǔn):經(jīng)緯儀綜合檢驗(yàn)儀;(4)被測對象:DJ1型的經(jīng)緯儀。一測回水平方向標(biāo)準(zhǔn)偏差最大允許誤差0.8″,一測回豎直角標(biāo)準(zhǔn)偏差最大允許誤差:2.0″。(5)測量過程:用多齒分度臺進(jìn)行一測回水平方向測角不確定度的檢定。將被檢儀器安置在多齒分度臺上,用綜合檢定儀系統(tǒng)中心光管給出的十字目標(biāo)為照準(zhǔn)目標(biāo)進(jìn)行測量。再用多齒分度臺加綜合檢驗(yàn)儀豎直角標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行一測回豎直角標(biāo)準(zhǔn)測角不確定度的檢定,取最大值與最小值之差為豎直角測角不確定度。

2 數(shù)學(xué)模型

表1 測量值表

表2 測量值表

標(biāo)式中:Φi為各水平方向測角誤差;a0為平均零位讀數(shù);a1為各受檢點(diǎn)正倒鏡讀數(shù)平均值;a標(biāo)為多齒分度臺標(biāo)準(zhǔn)角值。

(2)豎直角數(shù)學(xué)公式:

式中:ai為各豎直角測角誤差;Δ1為各受控點(diǎn)目標(biāo)正倒平均讀數(shù);k為測回?cái)?shù)(取k=1);Δ標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)角的實(shí)際值;Δ0為水平方向值。

(3)靈敏系數(shù):

3 不確定度的來源水平角

(1)多齒分度臺最大間隙誤差引起的不確定度分量:u1(B類);(2)水平角檢定裝置穩(wěn)定性引起的不確定度分量:u2(B類);(3)觀測照準(zhǔn)誤差引起的不確定度重復(fù)性分量:u3(A類);(4)平均零位讀數(shù)誤差引起的不確定度測量重復(fù)性分量:u4(A類)豎直角;(5)多齒分度臺最大間隙誤差引起的不確定度分量:u5(B類);(6)豎直角檢定裝置穩(wěn)定性引起的不確定度分量:u6(B類);(7)標(biāo)定照準(zhǔn)誤差引起的不確定度測量重復(fù)性分量:u7(A類);(8)光管視準(zhǔn)線不穩(wěn)定性統(tǒng)計(jì)值誤差的不確定度分量:u8(B類);(9)平均零位讀數(shù)引起的不確定度測量重復(fù)性分量:u9(A類)。

4 不確定度分量的評定

(1)多齒分度臺最大間隙誤差引起的不確定度分量u1評定。根據(jù)檢定證書提供的信息,多齒分度最大間隙誤差:0.3″,在半寬度為0.3″的區(qū)間內(nèi)均勻分布,包含因子半寬度a=0.3″。

(2)水平角檢定裝置穩(wěn)定性引起的不確定度分量u2評定。水平角檢定裝置的穩(wěn)定性(含讀數(shù)誤差)0. 2″,則在4h內(nèi)連續(xù)觀測取6次標(biāo)準(zhǔn)偏差平均值,即

表3 測量值表

(3)觀測照準(zhǔn)誤差引起的不確定度測量重復(fù)性分量u3評定。主要通過測量重復(fù)性。選一臺DJ1經(jīng)緯儀在JSJ綜合檢查儀上連續(xù)測量10次水平角15°39'7.8″照準(zhǔn)觀測,得測量值見表1。

(4)平均零位讀數(shù)誤差引起的不確定度分量u4評定,主要通過測量重復(fù)性得到。

選一臺DJ1經(jīng)緯儀在JSJ綜合檢查儀上連續(xù)測量10次水平角00°00'00″照準(zhǔn)觀測,得測量值見表2。

(5)多齒分度臺最大間隙誤差引起的不確定度分量u5評定。在JSJ綜合檢驗(yàn)儀上用同一臺多齒分度臺檢查水平角和豎直角的一測回誤差。根據(jù)檢定證書提供的信息,多齒分度臺最大間隙誤差:0.3″,在半寬度a=0.3″的區(qū)間內(nèi)服從均勻分布,包含因子則:u5=u1=0.17″。

(6)豎直角檢定裝置穩(wěn)定性引起的不確定度分量u6評定。水平角檢定裝置的穩(wěn)定性(含讀數(shù)誤差)0.5″,則在4h內(nèi)連續(xù)觀測取4次標(biāo)準(zhǔn)偏差平均值,即

(7)標(biāo)定照準(zhǔn)誤差引起的不確定度測量重復(fù)性分量u7評定。主要通過測量重復(fù)性得到。選一臺DJ1經(jīng)緯儀在JSJ綜合檢查儀上連續(xù)測量10次豎直角15°39'7. 8″檢定觀測,得測量值見表3。

(8)光管視準(zhǔn)線不穩(wěn)定性統(tǒng)計(jì)值誤差引起的不確定度分量u8評定。根據(jù)檢定證書提供的信息,光管視準(zhǔn)線不穩(wěn)定性統(tǒng)計(jì)值誤差為0.14″,在半寬度a=0.14″的范圍內(nèi)服從均勻分布,包含因子,則:

(9)平均零位讀數(shù)誤差引起的不確定度測量重復(fù)性分量u9評定,主要通過測量重復(fù)性。選一臺DJ1經(jīng)緯儀在JSJ綜合檢查儀上連續(xù)測量10次,豎直角水平方向觀測,得測量值。

5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算:

6 擴(kuò)展不確定度

水平角的擴(kuò)展不確定度:U=kuc1=0.4″(k=2);垂直角的擴(kuò)展不確定度:U=kuc2=0.64″(k=2)。