能量發(fā)生器的撞擊元件質(zhì)量測(cè)量方法及能力驗(yàn)證分析研究

郭貴勇 薛金

摘 要：介紹了彈簧沖擊錘校準(zhǔn)裝置能量發(fā)生器的工作原理、應(yīng)用范圍及技術(shù)參數(shù)，分析了測(cè)量方法，并建立了關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)之一的撞擊元件質(zhì)量的校準(zhǔn)結(jié)果的數(shù)據(jù)模型，分析各不確定度分量主要來源，結(jié)合測(cè)量實(shí)例具體數(shù)據(jù)，對(duì)其合成不確定度進(jìn)行分析評(píng)定，對(duì)各不確定度分量進(jìn)行計(jì)算并得出合成不確定度和擴(kuò)展不確定度，最終可得出該檢測(cè)項(xiàng)目的校準(zhǔn)和測(cè)量能力（CMC），為第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)、國(guó)家出入境管理部門以及電器相關(guān)的科研院所提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：彈簧沖擊錘 能量發(fā)生器 撞擊元件 測(cè)量方法 校準(zhǔn)和測(cè)量能力（CMC）

中圖分類號(hào)：TH871 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）12（a）-00-02

Abstract：This paper introduces the working principle， application range and technical parameters of spring impact hammer calibrator energy generator， analyzes the measuring method， and establishes the data model of the calibration results of the mass of the impact， analyzes the main sources of the uncertainty components， and combines the data of the measurement example. The synthetic uncertainty is analyzed and evaluated， the components of the uncertainty are calculated， and the synthetic uncertainty and the extended uncertainty are obtained. Finally， the calibration and measurement capability of the test item （CMC） can be obtained. Overall， This paper can provide strong technical support for third-party inspection agencies， national entry-exit administration departments and electrical related research institutes.

Key Words：Spring Impact Hammer； Energy Generator； Impact element； Measurement Method； CMC

彈簧沖擊錘是校準(zhǔn)裝置是實(shí)驗(yàn)室的專用裝置，用于對(duì)彈簧沖擊錘進(jìn)行校準(zhǔn)，它是根據(jù)IEC 60065-2-75和 GB 2423.55標(biāo)準(zhǔn)附錄B的要求設(shè)計(jì)制造的，適用于第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)、國(guó)家出入境檢驗(yàn)檢疫管理部門及電器相關(guān)的科研院所的各種用途。而其能量發(fā)生器是用于對(duì)彈簧沖擊錘校準(zhǔn)裝置進(jìn)行校準(zhǔn)，以確保彈簧沖擊錘校準(zhǔn)裝置的計(jì)量準(zhǔn)確、可靠，其關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)之一的撞擊元件質(zhì)量：（0～500）g ，U=0.1g，k=2。本文通過對(duì)撞擊元件質(zhì)量的測(cè)量方法及數(shù)據(jù)處理的分析評(píng)定，在驗(yàn)證測(cè)量能力的同時(shí)，也是充分體現(xiàn)出采用計(jì)量技術(shù)為我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的計(jì)量可靠性提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

1 測(cè)量方法

依據(jù)《能量發(fā)生器校準(zhǔn)規(guī)范》，在環(huán)境溫度為（20±10）℃、相對(duì)濕度≤85%、電子天平（最大秤量：1000g，高準(zhǔn)確度級(jí)）；鋼卷尺（量程（0～5）m，Ⅱ級(jí)）。

在規(guī)定條件下，用鋼卷尺測(cè)量能量發(fā)生器撞擊元件跌落高度刻度位置100mm、200mm、300mm、400mm、500mm的刻度點(diǎn)，記錄下測(cè)量結(jié)果，重復(fù)該過程3次，取其平均值為能量發(fā)生器的跌落高度值；用電子天平稱量撞擊元件質(zhì)量，連續(xù)進(jìn)行3次，取其平均值為撞擊元件質(zhì)量值。

2 測(cè)量模型

式中：m為能量發(fā)生器撞擊元件質(zhì)量，m為能量發(fā)生器撞擊元件質(zhì)量三次測(cè)量值的平均值。

3 不確定分析評(píng)估

3.1 標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

輸入量m的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（m）的評(píng)定：其不確定度來源主要是測(cè)量重復(fù)性引入的不確定1度u1（m），可以A類方法評(píng)定u1（m）；電子天平準(zhǔn)確度引入的不確定度u2（m），可以B類方法評(píng)定u2（m）。

（1）選取一能量發(fā)生器，用電子天平測(cè)量其元件質(zhì)量，連續(xù)3次，得到測(cè)量列為：250.0g，250.0g，250.0g。其所求

的平均值：；單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差：極

差法計(jì)算（系數(shù)C=1.69）：s=0/1.69=0，實(shí)際測(cè)量中是在重復(fù)性條件下測(cè)量3次，取其算術(shù)平均值為測(cè)量結(jié)果，則

（2）電子天平為高準(zhǔn)確度級(jí)，在250g測(cè)量點(diǎn)其示值最大允許誤差為±0.05g，估計(jì)為均勻分布，其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：。將u1（m）與u2（m）兩項(xiàng)

合成，則u（m）。

3.2 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表如表1所示。

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算：uc（m）=uc（m）=0.03g。

3.3 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

取包含因子k=2，則U=k·uc=0.1g。

4 結(jié)語(yǔ)

按照以上分析評(píng)估結(jié)果，能量發(fā)生器撞擊元件質(zhì)量測(cè)量結(jié)果擴(kuò)展不確定度為uc=0.1g，它是由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc=0.03g和包含因子k=2之乘積得到。該結(jié)果是作為表征合理賦予被測(cè)量值的分散性，也表明該檢測(cè)項(xiàng)目的校準(zhǔn)和測(cè)量能力撞擊元件質(zhì)量測(cè)量點(diǎn)：（250～500）g，U=0.1g，k=2。

參考文獻(xiàn)

[1] 國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.JJF 1059.1-2012，測(cè)量不確定度評(píng)定與表示[S].北京：中國(guó)質(zhì)檢出版社，2012.

[2] 國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.JJF 1094-2002，測(cè)量?jī)x器特性評(píng)定[S].北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2003.

[3] 國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB/B T27025-2008，檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.