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基于GUM法的气压传感器检定结果不确定度分析

更新时间:2009-03-28

1 引言

测量结果是由被测量的估计值及其测量不确定度来表示的,不确定度的评定是计量检定中不可缺少的重要内容 [1]。目前,DZZ6型自动气象站均选用PTB330气压传感器,为保证PTB330气压传感器检定结果的可靠性,本文以745数字气压计为标准器,依据JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》的相关要求[2-3],对传感器PTB330的实验室检定结果基于GUM法进行不确定度分析。

2 数学模型

建立相关数学模型△P=P-P0其中,△P是气压传感器误差,P是被检传感器示值,P0是标准器745示值[4]

3 检定结果的不确定度分析

3.1 A类标准不确定度分量评定

根据JJG(气象)001-2015《自动气象站气压传感器》检定规程的要求和PTB330的测量范围[5],选取四个实验室检定合格的气压传感器PTB330在如下8个检定点进行测量:1098、1000、950、910、810、700、610、510,按照高压到低压再到高压的顺序逐个进行测量。

张仲平望着徐艺一笑,道:“那不正好吗?别的公司不敢和他来神,意味着咱们在胜利大厦这单业务上已经把别的对手排除在外了。这钱,说是借给左达,其实也就是给他一个尊重、一个台阶。我没指望他能还上。当然,我们也不是做慈善,是拿这钱换他手里的拍卖推荐函,懂了吗?”

 

表1 气压检定数据/hPa

  

检定点 1098.00 1000.00 950.00 910.00 810.00 700.00 610.00 510.00被检表1 1098.01 999.98 950.05 910.03 810.04 700.01 610.08 510.02 G0840051 1098.07 1000.01 950.05 910.00 810.00 700.03 609.96 509.96被检表2 1098.01 1000.00 949.95 909.97 810.00 700.06 610.07 509.97 G0840059 1098.09 999.98 950.00 909.99 809.98 700.00 609.94 509.98被检表3 1097.96 1000.00 950.02 909.94 810.02 699.99 610.02 510.00 J2360078 1097.98 999.99 950.00 910.00 810.12 700.00 609.99 509.99被检表4 1097.96 1000.04 950.02 909.97 810.00 700.02 910.00 510.06 J2360077 1098.02 999.99 949.93 910.00 810.07 700.02 610.02 509.94标准偏差 S1=0.048 S2=0.020 S3=0.043 S4=0.027 S5=0.046 S6=0.022 S7=0.049 S8=0.037

实验标准偏差s(xk)可以按贝塞尔公式法计算,即:

由于选取了8个检定点,通过对测量数据的处理,计算得出具有足够大自由度的合并样本标准偏差,可用来对测量结果A类标准不确定度进行评定。合并样本标准偏差sP

在此测量过程中测量结果的A类标准不确定度为uA=sp/=0.0134 hPa。式中n′为获得测量结果时的测量次数。

 

式中:xi是指第i次测量的测得值;n指的是测量次数;是n次测量所得一组测量值的算术平均值,所得数据如表1所示。

如果被测量的最佳估计值x用算术平均值表示时,那么被测量估计值的A类标准不确定度可以表示如下:

 

第四,政治权力的更替必须经过“民”的许可,不得私下授受。既然“民”是政治权力的让渡者,是委托人,那么受托人就不能将权力私自授予他人。权力的变更或者分解必须得到委托人的同意。

 

从表5测量结果可以看出,所测得这几类岩石的极化率、电阻率参数变化范围较常规情况变化大,几何平均值也较常规值大。追寻原因,存在以下几点情况影响了标本电性参数测量结果:矿区标本采集未散布矿区;标本未经过加工,形状不规则;标本浸泡时间不够;测量标本使用面团加入过量硫酸铜,导致面团极化率增大。

此时sp的自由度v=(n-1)m。在给出标准偏差的估计值时,自由度越大,表明估计值的可信度越高[6-8]。

3.2 B类标准不确定度分量评定

所谓人性化服务:是以网格为基础,动态掌握各类特殊重点人群的不同情况、不同需求,逐一匹配相应工作力量,逐一落实针对性的服务管理措施。将一些特殊群体如重病、特困、重点人也设置于党支部、党小组、党员的下一级相对应的网格中,掌握详细情况,对重病、特困的离退休职工进行亲情化服务,帮助他们解决生活中的困难,对于重点人密切关注,必要时要特别走访,防止突发事件的发生,维护离退休队伍的稳定。

PTB330型气压传感器的示值分辨力为0.01 hPa,所引起的极限误差为0.005 hPa,其引入的标准不确定度为u1=0.005/=0.003 hPa(其分布为均匀分布,取包含因子k=)。

(1)PTB330传感器的示值分辨力引入的不确定度分量u1

在进行PTB330的实验室检定时,检定结果的不确定度主要由传感器的示值分辨力、标准器745、数值修约等因素引起的。具体各分量的计算如下:

(2)标准器745所引入的不确定度分量u2

评估B类标准不确定度[9]:①根据相关信息或经验判断测量值的可能分布区间(-a,a);②对测量值的概率分布进行假设;③B标准不确定度是基于概率分布和要求的置信水平p对置信因子进行估计,则B类标准不确定度为(a是测量的可能值区间的半宽度;k是包含因子或置信因子)[10]

745标准器的最大允许误差为0.08 hPa(其服从均匀分布,包含因子取k=),其引入的不确定度分量 u2=0.08/=0.046 hPa。

检定结果中读取的745标准器气压值和PTB330的气压值保留两位小数,故修约误差为0.005 hPa,数值修约对各点带来的不确定度服从均匀分布,取包含因子k=,得

(3)数值修约引入的不确定度分量

在母猪进入产房前5 d,要对产房进行彻底消毒,首先对产床、墙壁等利用高压水进行彻底冲洗,待晒干后,使用0.5%过氧乙酸对全舍进行喷雾消毒,经过24 h干燥后,再利用高压水进行冲洗,干燥后使猪进入。

 

3.3 合成标准不确定度

GUM法是通过不确定度传播律确定输出量的合成标准不确定度,从而得到扩展不确定度。不论是A类还是B类,合成标准不确定度是由各标准不确定分量合成得到的,当输入量之间不相关时,合成标准不确定度通用公式为

工况1—2计算结果分析:工况1,混凝土强度及板厚按照设计取值,地下车库底板回填土和顶板回填土同样按照原设计要求考虑,结果表明,地下车库整体无明显上浮,且无明显起拱现象.工况2,混凝土强度、底板和顶板厚度按照实测取值,结合现场工程实际发生情况,该工况不考虑地下车库底板回填土和顶板回填土,结果表明,地下车库出现整体上浮起拱现象,地下车库底板最大起拱高度达250 mm,顶板起拱高度达238 mm.地下车库底板最大弯矩为219 kN·m,柱端剪力为545 kN,地下车库底板开裂,柱两端发生剪切破坏.

故根据上面的计算可以得到:

 
 

3.4 扩展不确定度

根据前面求得的合成标准不确定度uC,在uC的基础上乘以k(包含因子)即可以得到扩展不确定度U[11]:U=kuC

为了相互比较测量结果,可以在多数情况下取k=2,则根据上式得:

 

4 小结

不确定度评定是计量检定工作中必须掌握的技术。本文经过以上的研究分析得到了PTB330气压传感器测量结果的扩展不确定度为0.096 hPa,考虑了测量重复性误差、745标准器的误差、数值修约误差和分辨力引入的不确定分量。

参考文献

[1]施昌彦.测量不确定度评定与表示指南[M].北京:计量出版社,2000.

[2]JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示 [s].北京:中国质检出版社,2013.

[3]中国计量科学研究院.JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示[s].北京:中国计量出版社,2012.

[4]李昕娣,罗怀洁.PTB220型压力传感器检定结果不确定度评估[J].气象科技,2014,42(6):983-985.

[5]JJG(气象)001-2015自动气象站气压传感器检定规程[s].

[6]党选发,牛玉质,宋媛,等.空盒气压表测量结果的不确定度评定[J].气象水文海洋仪器,2010,3(1):83-85.

[7]张虎,胡苍龙,李晓红.745数字气压计测量结果不确定度的评定 [J].计量与测试技术,2012,39(1):54-57.

[8]朱乐坤,郑春丽.自动气象站各要素传感器检定结果的 不确定度分析 [J].应用气象学报,2006,17(5):636-637.

[9]张维,黄清治,韩书新,逄淑蕾.370数字气压仪测量结果不确定度分析[J].黑龙江科学,2014,5(9):69-70.

[10]黄清治,隋丹,逄淑蕾,孙哲.PTB210气压传感器检定结果的不确定度分析 [J].现代化农业,2018(1):55-56.

[11]张二国,鲁物婷,李伟,李秀琳.PTB210气压传感器检定结果的不确定度分析 [J].陕西气象,2015(1):39-40.

 
谢连妮,隋丹,曹蕾
《黑龙江气象》 2018年第04期
《黑龙江气象》2018年第04期文献

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