校准和测量能力(CMC)的表示方式应用指南1105 - 图文 联系客服

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(三)、 其他情况下的CMC表示方式

个别校准项目的CMC可能需要使用2种或以上的表示方式,例如: 示例14.

序测量仪器号 名称 校准 领域规范代号(含年参量 代码 号)名称 测量范围 限制备(校准和测量能说明 注 力)(k=2) 扩展不确定度三等标准 1 金属线纹尺 JJG 71-2005 长度 1303 三等标准金属 线纹尺 (0~200)mm U=1μm U=(1.0+1.5Ln) (200~1000)mm μm, Ln-m

三、对CMC评估和应用的建议 (一)完整的测量不确定度评估的技巧

对一个校准参量或项目的完整的测量不确定度评估包含对CMC的评估和对可校准的所有类型被校仪器,及其全部校准点的测量不确定度的评估。

合理的CMC表示依靠完整的评估和正确的分析。

——先有严谨、完整的评估,才能有科学、合理的CMC表示方式的选择。 ——对于已申请或已获认可的校准实验室,其CMC与常规校准工作中对开展的全部校准项目的测量不确定度评估应该是已经完成并形成文件的。实验室应该对全部校准项目、校准参量和校准结果的测量不确定度进行预评估。

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CMC的评估和常规校准结果的测量不确定度的评估过程是一样的,但CMC评估时选择的校准对象应是对该参量可校准的最好性能的器具。以电学为例,使用FLUKE 5700A多功能校准器为计量标准校准直流电压表,FLUKE 5700A可校准的数字电压表中最高水平的典型被校仪器为HP34401A数字表,则CMC评估时应选择的“现有最佳仪器”为HP34401A数字表,此时评估的测量不确定度同时作为实验室直流电压参量的CMC。同时,由于使用FLUKE 5700A可以校准其他的技术指标低于HP34401A的直流电压表,因此,实验室应对校准其他等级或类型直流电压表的测量不确定度进行评估(这些测量不确定度(简称MU)不需要分别填写在CMC中)。

完整的进行CMC的评估,并不复杂,但对评估人员的专业知识,尤其是对计量标准的性能和测量原理的掌握方面有较高的要求。与目前校准实验室MU评估相比,除常规的MU评估内容外,CMC的评估还包括了对该被校仪器的该参量的其他各校准点的MU的评估结果,以及使用该计量标准和校准方法,对其他类型被校仪器的校准结果的MU的评估。因此,需要补充以下两方面的内容:

1.该被校仪器该参量完整的不确定度评估 2.其他类型仪器该参量的不确定度评估

增加这两方面内容,多数校准项目实际上并不需要对每个测量点逐一完整的评估。通常情况下,完成一个典型点的测量不确定度评估后,分析其测量不确定度分量汇总表,哪些不确定度分量会因测量点不同、被校量块的等级不同而改变。分析、归纳其关联,以及在不确定度分量数值上的关系。当这种关系确定后,测量范围内其他各点和其他等级被校量值的测量不确定度也就可以容易的计算出来。

对于重复性分量,通常只需在预评估时完整的评估一次,评估时需注意测量范围的上下限值、小信号、高准确度仪器的重复性,个别仪器或测量点的重复性可能对CMC有显著影响。重复性分量与被测值具有很强的关联性,不适合直接作为其他测量点的重复性分量。对于使用相对值表示CMC的,在评估过程中,宜将重复性分量以相对不确定度分量表示。

实例:

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1. 一等标准电阻校准的测量不确定度。

首先选择一个点,进行完整的评估,如以1Ω一等标准电阻校准进行,其不确定度分量汇总表(省略了估计值、灵敏系数等内容)如下:

不确定度来源 工作基准校准结果的引入的标准不确定度 工作基准的(年)稳定性引入的标准不确定度 标准不确定度分量 2.5310/3 3.0310/3 1310-7/√3 0.3310-7/√3 0.3310-7/√3 0.49310-7 uc(RX) =1.6310 -7-7-7概率分布 正态 正态 矩形 矩形 矩形 正态 电桥比例引入的标准不确定度 温度变化引入的标准不确定度 负载效应引入的标准不确定度 重复性引入的标准不确定度 合成标准不确定度 扩展不确定度 U(RX) =k uc(RX) =231.6310=3.2310 -7-7然后对其他的标准电阻校准的测量不确定度的进行分析,此时,无需重复评估过程,只需用以下的表格列出不确定度分量,对应不同被校准的标准电阻值,分析其不确定度分量的变化,并计算后填入表中,分析计算对标准电阻校准的测量不确定度:

不确定度分量(310) 被校 标准电阻值 工作基准的引入不确定度 传递不确定度 电桥比例不确定度 温度引入不确定度 负载效应引入不确定度 重复性引入不确定度 -7uc(RX) (310-7) U(RX) (310-7) (k=2) 100 mΩ 1Ω 10Ω 100Ω 1 kΩ 10 kΩ 0.83 1.6 1.6 1.6 2.1 2.3 2.5 1.2 0.58 0.58 0.58 0.58 0.58 0.39 0.13 0.20 0.31 0.37 0.29 0.22 0.13 0.24 0.24 0.47 0.18 1.5 0.49 1.3 0.43 0.32 0.79 3.4 1.6 2.1 2.3 2.5 2.8 6.8 3.2 4.2 4.6 5.0 5.6 注意在使用上表对其他测量点的不确定度评估时,应注意分析测量不确定度来源是否适用,当计量标准设备、校准方法等存在变化导致测量不确定度来源发生变化时,应另行评估。

表中黄色底色的部分,需要根据实际不确定度分量计算填写。

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2. 标准环规校准的测量不确定度(引自JJF1130-2005)

首先以校准Φ100mm 规格的2等标准环规为例,经分析评估,其测量不确定度分量及计算结果如下表:

然后分别按照上表中的不确定度来源计算对于其他规格的标准环规的测量不确定度,可用表格如下: 被校标准环规(2等)规格 Φ100 mm Φ200 mm Φ150 mm Φ50 mm Φ20 mm Φ10 mm Φ5 mm uRS 0.40 uEC 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 不确定度分量(μm) uPA 0 0 0 0 0 0 0 uRR 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29 uTD 0.39 uTA 0.04 uRO 0 0 0 0 0 0 0 uc 0.73 U (k=2) 1.5 当校准1等、3等标准环规时,与以上校准2等环规的有以下差异(引自

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