電動自行車電機測功機轉矩示值誤差的測量不確定度評定

孫搏 崔堯堯

摘要： 鑒于電動自行車電機測功機作為專業(yè)性較強的檢測設備，已被國內大多數(shù)電動自行車生產企業(yè)和專業(yè)實驗室廣泛使用，此文依據(jù)JJG（輕工）101-—2018《電動自行車電機測功機校準規(guī)范》，介紹了對電機測功機轉矩示值誤差測量結果的不確定度評定方法，以便今后電動自行車電機測試工作更好地開展。

關鍵詞：電動自行車;電機測功機;不確定度評定

1 ? ?引言

近年來，隨著電動自行車產品份額不斷提升，銷售市場不斷擴大，消費群體不斷增大，對電動自行車產品質量的要求亦愈發(fā)嚴格。我國于2019年4月實施的電動自行車新國標將電動自行車由生產許可制轉為強制性產品認證管理，即“3C”認證，進一步加強了電動自行車的質量管理。電動自行車電機測功機是用于電動自行車電機測試的關鍵儀器，其作為專業(yè)性較強的檢測設備，已被國內大多數(shù)電動自行車生產企業(yè)和專業(yè)實驗室廣泛使用。我國工信部于2018年10月發(fā)布，并于2018年年底實施的JJG（輕工）101—2018《電動自行車電機測功機校準規(guī)范》，統(tǒng)一了檢測機構和計量校準部門校準方法，提高了計量校準能力，填補了自行車行業(yè)專用計量器具校準技術規(guī)范的空白，依據(jù)此校準規(guī)范，本文介紹了對電機測功機轉矩示值誤差測量結果的不確定度評定方法。

2 ? ?測量過程

2.1 方法依據(jù)：JJG（輕工）101—2018《電動自行車電機測功機校準規(guī)范》。

2.2 測量環(huán)境：實驗室溫度為20±5℃，相對濕度不大于75%RH。

2.3 測量標準：M1等級的5 kg砝碼，其質量最大允許誤差為±250 mg;力臂杠桿，其長度誤差為613 mm±0.5 mm，對稱度誤差為±0.25 mm。

2.4 被測對象：測量上限為100 Nm的電機測功機（以下簡稱“測功機”）。

2.5 測量方法：采用比較法，將測功機轉矩示值與標準砝碼與力臂杠桿組合產生的標準扭矩值進行比較得到測功機轉矩示值誤差[1]?，F(xiàn)以30 Nm的測量點為例進行不確定度分析。

3 ? ?數(shù)學模型

4 ? ?各輸入量的標準不確定度分量的評定

4.1 ? ?輸入量的標準不確定度分量u（）的評定

標準不確定度分量u（）是由測量重復性引起的，采用A類評定。在測量過程中，被測測功機的示值波動、溫度特性、零位調整、示值分辨率等都綜合體現(xiàn)于測功機示值的測量重復性中，不予重復考慮。

測功機正向與逆向的示值重復性相同，故取30 Nm測量點單方向重復測量10次，得到轉矩xi的測量列為：29.6 Nm、29.7 Nm、29.6 Nm、29.7 Nm、29.7 Nm、29.6 Nm、29.8 Nm、29.6 Nm、29.7 Nm、29.8 Nm。

4.2 ? ?輸入量m的標準不確定度分量u（m）的評定

標準不確定度分量u（m）是由作為標準的砝碼質量引起的，采用B類評定，其中，加速度、空氣密度和砝碼材料密度對測量影響很小，可忽略不計。

已知砝碼質量m為5 kg，其最大允許誤差為±250 mg，即±2.5×10-4 kg，則區(qū)間半寬度a = 2.5×10-4 kg，按均勻分布，k = ，則，砝碼的最大允許誤差引起的標準不確定度為：

4.3 ? ?輸入量L的標準不確定度分量u（L）的評定

標準不確定度分量u（L）是由力臂杠桿的長度誤差和對中心點的對稱度誤差引起的，采用B類評定，其中，溫度、材質密度對測量影響很小，可忽略不計。

5.2 ? ?標準不確定度匯總

各輸入量的標準不確定度匯總見表1。

5.3 ? ?合成標準不確定度的計算

因各輸入量的標準不確定度分量之間是不存在相關性的，彼此獨立[2]，則合成標準不確定度為：

6 ? ?擴展不確定度的評定

參考文獻

[1]中華人民共和國工業(yè)和信息化部.JJG（輕工）101—2018，電動自行車電機測功機校準規(guī)范[S].北京：中國輕工業(yè)出版社，? ? ? 2018.

[2]國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局.JJF 1059.1—2012，測量不確定度評定與表示[S].北京：出版者不詳]，2012.