擺錘式沖擊試驗機間接檢定下的示值誤差不確定度評定

劉芳沛 文章

摘要：擺錘式沖擊試驗機廣泛應用在機械材料加工行業之中，用于測定金屬材料在動負荷下抵抗沖擊的性能，本文對量程為300J的擺錘式沖擊試驗機按JJG145-2007《擺錘式沖擊試驗機》檢定規程中規定的間接檢定方法進行檢定，并對該不確定度進行了分析和計算，最后給出示值誤差的合成擴展不確定度。

關鍵詞：擺錘式沖擊試驗機;間接檢定;不確定度

1? 概述

1.1 測量依據

JJG145-2007《擺錘式沖擊試驗機》。

1.2 檢定環境

要求：（23±5）℃，檢定過程中溫度變化不應超過2℃;

實際環境溫度：（20.5～21.2）℃，溫度變化為0.7℃。

1.3 標準試樣

選用U型標準沖擊試樣，為覆蓋擺錘式沖擊試驗機的使用范圍，將標準沖擊試樣按照不同能量級分4組，每組5塊。

1.4 檢定方法

按照JJG145-2007《擺錘式沖擊試驗機》中間接檢定方法所規定的要求進行檢定，選定4個能量級的標準試樣使之能完全覆蓋量程為300J的擺錘沖擊試驗機，每一個能量級包含5塊標準試樣，然后將每一塊標準沖擊試樣擺放在試驗機機座的中心線上，測量每塊標準試樣的實際沖擊能量。

2? 數學模型

δK—沖擊試驗機示值誤差;

Kv—試樣沖斷時5次實際吸收能量的平均值;

KR—該組標準試樣的標準能量值。

3? 方差及傳播系數

3.1 方差

3.2 傳播系數

C1=1，C2=-1;則

4? 標準不確定度分量的計算

4.1 測量重復性引入的標準不確定度分量

測量重復性引入的標準不確定度分量可按照A類不確定度方法評定，每個能量級用5塊標準試樣進行檢定，檢定結果如表1所示。

單次測量標準偏差可根據貝塞爾公式：

由于進行了5次重復測量，可以得到：

則標準不確定度為：

4.2 所用標準試樣引入的標準不確定度分量

檢定擺錘沖擊試驗機所使用的標準試樣會引入標準不確定度分量，這類不確定度分量可按照B類不確定度評定，根據標準試樣校準證書，得到標準試樣的標準不確定度，如表2所示。

由此可得：

5? 標準不確定度一覽表

標準不確定度一覽表見表3。

6? 合成標準不確定度

各量級的合成標準不確定度由公式可得，

7? 擴展不確定度

取包含因子k=2，則通過擺錘沖擊試驗機間接檢定法下得到試驗機誤差的合成擴展不確定度為：

因此，4組標準試樣間接檢定得到的試驗機誤差的合成擴展不確定度為：

UA=0.62（J），k=2;

UB=1.26（J），k=2;

UC=2.08（J），k=2;

UD=3.88（J），k=2。

參考文獻：

[1]JJG145-2007，擺錘式沖擊試驗機檢定規程[S].

[2]JJF1059-2012，測量不確定度評定與表示[S].

[3]黃夢川.汽車線束端子壓接區電壓降影響量及不確定度評定[J].內燃機與配件，2019（22）：51-54.