電梯限速器測(cè)試儀示值誤差不確定度分析

諸如婷

摘要：隨著時(shí)代不斷發(fā)展，我國(guó)人民生活越來越方便，電梯可謂是出行與回家的搭載便捷方式之一，而電梯限速測(cè)試儀是電梯測(cè)試中極其重要的一個(gè)儀器，在很大程度上起到了監(jiān)督電梯限速器是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)的作用。本文的目的在于研究電梯限速測(cè)試儀，在測(cè)試的時(shí)候，其速度誤差不確定分析，并舉出了參考過程的例子，以期為相關(guān)的研究者提供一定的參考條件。

關(guān)鍵詞：電梯限速器測(cè)試儀;不確定度;速度

一、電梯限速器測(cè)試儀的內(nèi)涵

1.1應(yīng)用

電梯限速器測(cè)試儀具有非常多的優(yōu)點(diǎn)，比如方便攜帶，就目前來看，電梯限速測(cè)試儀被電梯行業(yè)及其推崇，其對(duì)于電梯限速器的檢測(cè)具有很大的參考性，可謂是應(yīng)運(yùn)而生。已在各級(jí)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門特種設(shè)備檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)、電梯整機(jī)及配件廠、電梯安裝維保公司得到普遍應(yīng)用，對(duì)提高我國(guó)電梯運(yùn)行的安全性起到了突出的作用。

1.2可具備的功能、特點(diǎn)：

1、可以存儲(chǔ)多組數(shù)據(jù)，包括最大值?？梢杂喼聘蟮拇鎯?chǔ)量。

2、間隔測(cè)量功能。

3、最大值維持功能。

4、低電壓提示功能。

5、提供藍(lán)牙 Bluetooth 數(shù)據(jù)輸出，藍(lán)牙打印機(jī)功能，直接打印測(cè)量數(shù)據(jù)。

6、直接計(jì)算平均值，測(cè)量時(shí)間間隔為10ms。

7、采用USB數(shù)據(jù)線輸入與PC通信。

二、電梯限速器測(cè)試儀檢測(cè)的重要性

隨著當(dāng)前我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速健康發(fā)展，高層建筑不斷涌現(xiàn)，電梯的保有量也不斷增加。因此為了有效避免電梯安全事故的發(fā)生，電梯安全檢測(cè)就因此顯得尤為重要。而電梯限速測(cè)試儀是保障電梯設(shè)備運(yùn)行安全的一個(gè)非常重要的檢測(cè)設(shè)備，它的可靠與否直接影響到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。電梯限速器測(cè)試儀是一種專業(yè)測(cè)試設(shè)備，被廣泛地使用于電梯檢測(cè)。電梯限速器是電梯的重要安全制動(dòng)保護(hù)裝置，可以有效避免電梯轎廂墜落或者電梯沖頂?shù)鹊仁鹿实陌l(fā)生。要使電梯限速器長(zhǎng)期保持完好工作狀態(tài)并在電梯關(guān)鍵時(shí)刻充分發(fā)揮安全帶和保護(hù)傘的作用，必須對(duì)其進(jìn)行定期安全校驗(yàn)、檢修。

三、電梯限速檢測(cè)中出現(xiàn)誤差的原因及改進(jìn)措施

3.1系統(tǒng)誤差

電梯限速檢測(cè)在規(guī)定的測(cè)量條件下，會(huì)出現(xiàn)恒定的系統(tǒng)誤差;在一定的電梯運(yùn)行規(guī)律變化之下，會(huì)發(fā)現(xiàn)可變的系統(tǒng)誤差。而在現(xiàn)代電梯限速檢測(cè)中會(huì)出現(xiàn)更加復(fù)雜的精度誤差，需要進(jìn)行更進(jìn)一步分析，可從以下幾點(diǎn)主要原因去思考。其一是主觀的誤差。這類誤差的重要成因，是相關(guān)檢測(cè)人員的經(jīng)驗(yàn)、技巧以及所使用的檢測(cè)方式。彌補(bǔ)檢測(cè)誤差的主要實(shí)施方式之一是對(duì)相關(guān)專業(yè)檢測(cè)工作人員的相關(guān)專業(yè)檢測(cè)技術(shù)與自身檢測(cè)技術(shù)素質(zhì)的進(jìn)一步強(qiáng)化提升，保證其專業(yè)檢測(cè)能力逐步養(yǎng)成，同時(shí)還要做好檢測(cè)工作過程監(jiān)管。其二是設(shè)計(jì)誤差，導(dǎo)致誤差經(jīng)常出現(xiàn)的一個(gè)主要原因便是檢測(cè)儀器組裝安置不合理，以及其受外界大氣環(huán)境的直接影響，包括了雨水、腐蝕與大氣溫度等。對(duì)于這類誤差的處理措施是在對(duì)電梯開展檢測(cè)工作的時(shí)候首先樹立規(guī)章的權(quán)威性，確保檢測(cè)人員嚴(yán)格遵守安裝使用規(guī)范去開展檢測(cè)工作。此外，還要充分利用屏蔽保護(hù)裝置作用去保護(hù)避免電子檢測(cè)工作過程中可能受到的外部環(huán)境磁場(chǎng)等的影響。其三就是電梯測(cè)量?jī)x器工作誤差，導(dǎo)成這種儀器誤差現(xiàn)象產(chǎn)生的主要形成原因之一是刻度不準(zhǔn)或誤差矯正不到位等致使檢測(cè)測(cè)量?jī)x器的工作功能存在問題。針對(duì)這一類檢測(cè)到的誤差，最主要的一種應(yīng)對(duì)措施方法也就是先對(duì)電梯的儀器設(shè)備進(jìn)行日常檢查，確認(rèn)電梯設(shè)備正常工作運(yùn)行后，再去對(duì)其進(jìn)行一次電梯限速檢測(cè)，如果依然發(fā)現(xiàn)存在檢測(cè)偏差便需要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)儀器校正，在進(jìn)行校正之后再開展電梯限速檢測(cè)。

3.2疏忽誤差

檢測(cè)的結(jié)果與檢測(cè)過程的控制有著十分密切的關(guān)系，所以在檢測(cè)過程當(dāng)中，如果檢測(cè)人員的檢測(cè)過程因其疏忽大意而導(dǎo)致出現(xiàn)較大的誤差，即可以視作疏忽誤差。導(dǎo)致疏忽誤差出現(xiàn)的原因，主要集中在相關(guān)測(cè)量人員的計(jì)算偏差、讀數(shù)錯(cuò)誤以及數(shù)字錯(cuò)誤等行為。為了避免這樣的錯(cuò)誤出現(xiàn)，首先必須要在出現(xiàn)誤差時(shí)進(jìn)行合理分析與對(duì)比去發(fā)現(xiàn)疏忽誤差，而后在確認(rèn)為疏忽誤差之后，便應(yīng)當(dāng)思考相應(yīng)的原因，去排除錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。在實(shí)際的電梯限速檢測(cè)過程中，要充分利用準(zhǔn)確的檢測(cè)儀器檢測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的收集、整合、分析與計(jì)算，最終篩除異常數(shù)據(jù)，便能夠有效避免疏忽誤差的出現(xiàn)。

3.3隨機(jī)誤差

在實(shí)際的電梯限速檢測(cè)工作進(jìn)行當(dāng)中，在重復(fù)測(cè)量中按不可預(yù)見方式編號(hào)的測(cè)量誤差的分量為隨機(jī)誤差，它的參考量是在重復(fù)測(cè)量條件下得到的平均值。隨機(jī)誤差的產(chǎn)生，其原因十分復(fù)雜，涉及許多的要素，所以還需要進(jìn)行更深入的分析。包括外界環(huán)境的變動(dòng)影響以及相關(guān)檢測(cè)人員主觀感受的影響等等。此外，還要對(duì)排除隨機(jī)誤差的方法進(jìn)行深入分析，例如通過重復(fù)測(cè)量的方式會(huì)使誤差產(chǎn)生的幾率降低，而且通過重復(fù)的測(cè)量后，對(duì)于測(cè)得數(shù)據(jù)的平均值進(jìn)行計(jì)算，會(huì)得出一個(gè)更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，作為判斷的基準(zhǔn)，并且以此為基礎(chǔ)去思考應(yīng)對(duì)策略。

四、測(cè)量不確定度實(shí)例分析

4.1測(cè)量依據(jù)：JJF 1374 - 2012 《電梯限速器測(cè)試儀校準(zhǔn)規(guī)范》

4.2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器：電梯限速器測(cè)試儀校準(zhǔn)裝置，urel=1×10-4，k=3。

4.3被測(cè)對(duì)象：電梯限速器測(cè)試儀。

4.4環(huán)境條件：溫度：20 ℃;相對(duì)濕度：60%RH;環(huán)境空氣中不含有腐蝕性和易燃性氣體。

4.5測(cè)量方法：依據(jù)校準(zhǔn)規(guī)范，對(duì)電梯限速器測(cè)試儀的速度測(cè)量采用與校準(zhǔn)裝置比較的方法進(jìn)行。

4.6測(cè)量模型

被校電梯限速器測(cè)試儀的示值誤差可由公式（1）求得：

式中：δv—速度示值相對(duì)誤差，%;

—速度十次測(cè)量的算術(shù)平均值，m/s;

vb—校準(zhǔn)裝置設(shè)定的速度值，m/s。

4.7測(cè)量不確定度分析

根據(jù)測(cè)量模型，由于各輸入量間不相關(guān)，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算公式如式（2）：

其中靈敏系數(shù)為：

4.8標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

4.8.1 被校電梯限速器測(cè)試儀示值測(cè)量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u（ ）

1 被校電梯限速器測(cè)試儀示值重復(fù)性引入的不確定度 u（v1）。

對(duì)一臺(tái)電梯限速器測(cè)試儀在1m/s，校準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行十次重復(fù)性測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)見表 1。

根據(jù)貝塞爾公式，取得單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為

10次測(cè)量得到的重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為

2 被校電梯限速器測(cè)試儀分辨力引入的不確定度 u（v2），按矩形分布處理。

被校電梯限速器測(cè)試儀分辨力：d =0.001m/s

u（v2）=0.29d =2.9×10-4 m/s

u（v1）和 u（v2）兩者中較大值作為示值測(cè)量引入的不確定度u（ ）：

u（ ）= 3.96×10-4 m/s

4.8.2 校準(zhǔn)裝置引入的不確定度 u（vb）

電梯限速器測(cè)試儀校準(zhǔn)裝置的擴(kuò)展不確定度urel=1×10-4，k=3，在標(biāo)準(zhǔn)線速度為1m/s時(shí)，擴(kuò)展不確定度為1. 000m/s ×1×10-4= 0. 0001m/s。則引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

=0.0001/3=0.00003m/s

4.8.3 計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度由公式（2），得合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

4.8.4 擴(kuò)展不確定度取包含因子 k =2，因電梯限速器測(cè)試儀示值誤差，即公式（1）以相對(duì)誤差的形式表示，所以相對(duì)來說，不確定度也是相對(duì)的。

Urel = kuc/vb =2×4×10-4 =8×10-4

分析完畢，研究者在計(jì)算電梯限速器測(cè)試儀示值誤差不確定度分析時(shí)，可以參照以上步驟計(jì)算，從而整合分析成最后的結(jié)果。

五、總結(jié)：

綜上所述，不同因素的影響，例如受電梯限速檢測(cè)的技術(shù)人員等的影響，電梯限速檢測(cè)中會(huì)出現(xiàn)一系列的問題，這是極其需要注意的。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，必然會(huì)有更多智能化的電梯限速檢測(cè)設(shè)備與技術(shù)被開發(fā)投用，并且進(jìn)一步滿足電梯安全運(yùn)行的需求，以確保電梯運(yùn)行的安全問題。然而電梯限速測(cè)試儀就目前而言，適應(yīng)了時(shí)代需求，并且具備便攜等特點(diǎn)，可以被廣泛應(yīng)用。

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