测量结果的不确定度评定ppt课件.ppt

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1、第7章测量结果的不确定度评定金属材料抗拉强度金属材料的室温拉伸试验抗拉强度检测时，用CMT5205电子拉伸机以规定速率施加拉力，直至试样断裂，读取断裂过程中的最大力F，并计算出抗拉强度。CMT5205电子拉伸机电子拉伸试验机：最大允许误差为±1％加工10块标称厚度8.00mm和标称宽度15.00mm试样。对这10个试样进行抗拉强度测量0-25mm千分尺最大允许误差为±0.01mm分辨力0.01mm0-150mm游标卡尺最大允许误差为±0.02mm分辨力0.02mm标准不确定度的A类评定算术平均值算术平均值一

2、次测量值算术平均值在独立重复的测量条件下，对被测量X的n次独立重复观测，得测量列xi(i=1,2,···，n)。单次测量值自由度v=n-1测量标准不确定度的B类评定影响被测量之值可能变化的全部信息概率分布类型区间半宽度几种常见的B类评定舍入误差引用误差示值误差仪器基本误差仪器分辨力仪器的滞后第四节　合成不确定度合成标准不确定度1、定义：当测量结果由若干个其他量的值求得时，测量结果的合成标准不确定度等于这些量的方差和（或）协方差加权和的正平方根，其中权系数按测量结果随这些量变化的情况而定。2、符号：用符号uc

3、表示。3、评定方法：当测量结果受多个因素影响而形成若干个不确定度分量时，测量结果的标准不确定度将通过该多个标准不确定度分量合成得到的。不相关的输入量合成不确定度计算公式不确定度传播率非线性函数当函数f为明显非线性时，计算合成标准不确定度时必须包括泰勒级数展开中的高阶项。当每个输入量Xi服从正态分布时，必须加上的高阶项为灵敏系数合成标准不确定度的计算公式【例】=0常见的间接测量函数模型常见的间接测量函数模型相对标准不确定度相关的输入量合成标准不确定度的传播公式合成标准不确定度都是基于的泰勒级数的一阶近似。各输入量

4、间正强相关有效自由度当测量模型为线性函数，输出量接近正态分布或t分布时，合成标准不确定度的有效自由度由下式计算：有效自由度可用相对标准不确定度的形式计算合成标准不确定度计算流程图不确定度评定实例金属材料抗拉强度测得值的不确定度评定一、概述1.1目的评定金属材料抗拉强度测量结果不确定度。1.2依据标准GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》1.3使用的仪器设备(1)电子拉伸试验机：最大允许误差为±1％。(2)0-25mm千分尺：允差为±0.01mm；分辨力0.01mm。(3)0-150mm游标卡尺：允

5、差为±0.02mm；分辨力0.02mm。1.4测量程序金属材料的室温拉伸试验抗拉强度检测时，首先根据试样横截面的种类不同测量厚度、宽度或直径，计算截面积S；然后用CMT5205电子拉伸机以规定速率施加拉力，直至试样断裂，读取断裂过程中的最大力F，并计算出抗拉强度。本例的试样是碳钢。1.5不确定度评定结果的应用符合上述条件或十分接近上述条件的同类测量结果，一般可以参照本例的评定方法。二、数学模型以矩形横截面金属材料试样为例(1)式中：——抗拉强度，N/mm2；F——断裂过程中的最大力，N；S——金属材料横截面

6、积，mm2；a——金属材料厚度，mm；b——金属材料宽度，mm。三、不确定度传播率式(1)仅包含输入量的积和商，相对标准不确定度合成式中，各输入量的灵敏系数分别为cF1，ca1，和cb1。四、测量不确定度来源分析抗拉强度估计值不确定度来源包括3个方面：最大拉力F测量包括3项不确定度来源：拉伸机示值误差拉伸机分辨力和测量重复性。(2)试样厚度a测量，包括3项不确定度来源：千分尺示值误差千分尺分辨力和测量重复性。四、测量不确定度来源分析(3)试样宽度b测量也包括3项不确定度来源：游标卡尺示值误差游标卡尺

7、分辨力和测量重复性。(4)测量结果数据修约引起的不确定度可以忽略不计。组合类似因素的影响，将各输入量F，a和b的重复性归入到输出量的重复性中考虑，从而不必分别求取各输入量重复性引起的标准不确定度。式(1)改写为(2)这时将不确定度传播率公式改写为(3)式中，重复性修正因子frep的期望值为1，其灵敏系数cf1。五、标准不确定度评定5.1测量重复性引入的标准不确定度根据GB/T228—2002《金属材料室温拉伸试验方法》规定，加工10块标称厚度8.00mm和标称宽度15.00mm试样。对这10个试样进行抗拉

8、强度测量，测量结果见表1。应用贝塞尔公式计算单次测量实验标准差由重复性引起的相对标准不确定度为(4)表1金属材料抗拉强度重复性测量数据样号厚度a(mm)宽度b(mm)最大力Fm(N)抗拉强度(N/mm2)18.0315.1264588532.027.9215.1464156535.037.9315.2264383533.447.8915.0863980537.758.0315.14