廣州鐵路(集團)公（gōng）司中心（xīn）計量所　鄭黨兒（ér）

　　一（yī）、傳感器輸出一致性檢定（dìng）

    1.檢（jiǎn）定方法
    依據JJG781-1992《靜態電子軌道（dào）衡（héng）》檢定規程采用T_6F型（xíng）檢（jiǎn）衡車大砝碼法，將（jiāng）25t檢衡車（chē）推至軌道衡上規定車位，一共7個位置，往返各檢定5次，每次記（jì）錄示值差(kg)。以每個位置為1組（zǔ），每組往返5次得10個數據，7組一共得70個數據（jù）(以調整（zhěng）校正後數據為準)。

    2.測量數學模型
    由測量方法知本（běn）例為直接測量，數學模型為線性模型:
    y=x+Δ_x+δ_x  (1)
    式中:y——軌道衡示（shì）值差實際值；x——軌道衡示值差單（dān）次直讀值；Δ_x——檢衡車允差引起的（de）示（shì）值差修正量(檢（jiǎn）定時其值視為零，但不確定度非零)；δ_x——被檢軌道衡數顯最小分辨力引（yǐn）起的示值差修正（zhèng）量(檢定時其值視（shì）為零，但不確定度（dù）非零)。

    3.合成標準（zhǔn）不確定度表達式
    因為數（shù）學模型是線性函數且各變量係數為1，因此靈敏係數也為1(此時不確定度分量與對應的標準不確定度相等即u_i(y)=u(x_i))，合成（chéng）標準不（bú）確定度是（shì）各輸入量標準不確定度的方和根，表達式如下:
    
    式中:u_c(y)——合成標準不確定度；u(x)——x具有的標準不確（què）定度(分（fèn）量)；u(Δ_x)——Δ_x具有的標準不確定度(分量)；u(δ_x)——δ_x具有的標準不確定度(分量)。

    4.標準不確定（dìng）度(分量)評定
    (1)u(x)的評定
    由於本例定義x是單次直讀值並被直接用於判斷被檢軌道衡是否合格。因此u(x)=s(s是單次測量的標準差，因不確定度是與（yǔ）測量結果相聯係的參數，測（cè）量結果為單次（cì），標準（zhǔn）差也應取單次；若x定義（yì）為多次測量平均值，則（zé）應取（qǔ），讀者可參閱GUM附錄H.1實例)，又從（cóng）檢定（dìng）方法知，70個數據雖是檢衡車處在軌道衡（héng）上不同位置和不同（tóng）往返時讀（dú）取的（de）示值，但檢衡車的標準質（zhì）量不變，所以可利用這7組數據評定合並樣本標準差s_p來代替s_o(若將70個數據視為1組用貝塞爾公式計（jì）算s，則s中包（bāo）含了組間分散性（xìng），這與檢定證書上給出值即輸出量的定義不符)。合並標準差s_p及自由度ν(x)按（àn）以下方法（fǎ）計算:
    
    ν(x)=m(n-1)    (6)
    (3)～(6)式中:x_ji——第j組第i個數據；——第j組組（zǔ）內n個（gè）數據平均值；s_j——第j組標準差；s_p——m組數據合（hé）並樣本標準差；ν(x)——s_p的自由度，本例中ν(x)=7×(10-1)=63。
    於（yú）是有:
    u(x)=s_p  (7)
    u(x)的自由度仍然是ν(x)。
    (2)u(Δ_x)的評（píng）定
    T_6F型檢衡車25t大砝碼(連小車（chē）)的允差(準確度)為2.5kg，考慮到雖然（rán）每次送（sòng）檢時都經校準，但校準時存在不確定度而未在檢定證書上標明，大（dà）砝碼(連小車)跟隨檢（jiǎn）衡車在（zài）鐵路上頻繁移（yí）動和吊裝，其變化量（liàng）不可忽視，因此不可引用JJF1059之（zhī）3.6條將u(Δx)忽略。此處據本所T_6F型檢衡車多年來每年檢定均極少發現超差（chà）而需（xū）調整質（zhì）量實際值的砝碼（mǎ）的情況，根據JJF1059-1999之5.7條，認為在有效期內檢衡車的偏差分布靠（kào）近名義值（zhí）處密度較（jiào）大，近似在允（yǔn）差界限（xiàn）內三角分布(若缺少上（shàng）述信息，則最好取均勻分布)，因此:
    
    估計不可靠程度為（wéi）0，u(Δx)的自由度ν(Δx)按式(9)計算:
    u(Δx)=∞  (9)
    (注（zhù）:當缺少檢衡車（chē）極少（shǎo）超差證據時，最好不要估計不可靠程度為0，後述二、4.(2)條同)
    (3)u(δ_x)的評定
    檢定電子軌道衡時，數顯的最小分辨力（lì）為10kg，屬於均勻分布，依JJF1059-1999之5.9條，u(δ_x)按(10)式計算:
    u(δ_x)=0.29×10=2.9(kg)    (10)
    估計不可靠程度為0，故u(δ_x)的（de）自由（yóu）度ν(δ_x)=∞。

    5.合成標準不確（què）定度u_c(y)的評定
    
    當需（xū）要計算(一般檢定可不計算)u_c(y)的有效自（zì）由度時，按式(12)計算（suàn）:
    

    6.擴展不確定度U的評定
    因本例（lì）中u_c(y)隻有3個（gè）大小不（bú）一、分布各異的分量，當u(x)=0時(由於分辨力不足，此時u(x)被u(δ_x)掩（yǎn）蓋，並非真為0)，隻（zhī）得兩個（gè）分量，u_c(y)的分布並（bìng）非（fēi）正態；當u(x)≠0時，考慮到輸出量是單次測量結果，隻有3個大小不一、分布各異的影響量，不滿足中心極限定理所需條件，u_c(y)的分布也非（fēi）正態。所以本例不宜按t分布確（què）定包含因（yīn）子，而用卷積計算u_c(y)的分布及確定包含（hán）因子不是一般檢定員力所能及的，現依據JJF1059之（zhī）7.1a)取包含因子k=2(雖不按t分布確定包含因子k，但ν_eff(y)仍是對u_c(y)評定質量（liàng）或稱（chēng）為可靠性的說明（míng），是有意義的)。因此，擴展不（bú）確定度按式(13)計算:
    

    7.U的實用評定步驟及測量不確定度評定結果（guǒ）的報告
    在本例中，u(x)由7組共（gòng）70個數據的合並樣本標準差表示，因（yīn）此最後評（píng）定出的擴展不確定度U可以代表70個數（shù）據中的任何一個的分散性。下麵給出U的實際評定步驟及評定結果報告的格式:
    (1)評定步驟
    應用式(3)、(4)、(5)、(7)計算u(x)；將u(x)的值代入式（shì）(13)計（jì）算U；再把原始數據及評定結（jié）果填（tián）入表1(可（kě）與檢定證書數據表合並)。
    (2)結果報告
    目前，新規（guī）程未頒布實施，JJG781-1992仍然有效（xiào），現行規程沒有要求在檢定證書上給出測量不確定度數據。當需要報告檢定結果測量不確定度時（shí），按以下方式報告:
    按表1的（de）結果得出如下報告:
    

    本次“傳感器輸出一致性檢定”所（suǒ）得每個“示值差”數據的擴展不確定度為____kg，包含因子k=2。
    有必（bì）要時，給出標（biāo）準不確定度一覽表，如表2。
    

　　二、稱量檢定

    1.檢定方法
    依據JJG781-1992采用T_6F型檢（jiǎn）衡車大砝碼法，將（jiāng）50t(或80t)檢衡（héng）車推至軌道衡上任意位置，往返各3次，每次記錄示值（zhí）差(kg)。得1組6個數據(以調整校正後數據為準)。

    2.測量數學模型
    由測量方法知本例為直接測量（liàng），數學模型為線性模型:
    y=x+Δ_x+δ_x  (14)
    式中:y——軌道（dào）衡示值差實（shí）際值；x——軌道衡示值差單次直（zhí）讀值（zhí）；Δ_x——檢衡車允差引起的示值差（chà）修正量(檢定（dìng）時其（qí）值視為零，但不確定度非零（líng）)；δ_x——被檢軌道衡數顯最小分辨力引起的示值差修正量(檢（jiǎn）定時其值視為零，但不確定度非零)。

    3.合成標準不確定度u_c(y)的表達式
    與（yǔ）一、3理由相同，合（hé）成標準不確（què）定度是各輸入量（liàng）標準不確定度的方和（hé）根，表（biǎo）達式如下:
    
    式中:u_c(y)——合成標準不確定度；u(x)——x具有的標準不確定度(分量)；u(Δ_x)——Δ_x具有（yǒu）的標（biāo）準不確定度(分量)；u(δ_x)——δ_x具有的（de）標準不確定度（dù）(分量（liàng）)。

    4.標準不確（què）定度(分量)評定
    (1)u(x)的評定
    由於x是單次直讀值（zhí）並被直接用於判斷被檢（jiǎn）軌道（dào）衡是否合格。因此u(x)=s(s是單次測量的標準差（chà）)，s及自由度ν(x)按以下方（fāng）法計算:
    
    ν(x)=(n-1)  (18)
    (16)～(18)式中（zhōng）:x_i——第i個（gè）數據；——n個數據平（píng）均值；s——單次測量值的標準差；ν(x)——s的自（zì）由度，本例中:
    ν(x)=(6-1)=5
    於是有:u(x)=s  (19)
    u(x)的自由度是5。
    (2)u(Δ_x)的評定
    T_6F型檢衡車50t(或（huò）80t)大砝碼(連車)的（de）允差(準（zhǔn）確度)為5kg(或8kg)，考（kǎo）慮到雖然每次送檢（jiǎn）時都經校準，但校（xiào）準時（shí）存在不確定度而未在檢定證書上（shàng）標明，大砝碼(連車)跟（gēn）隨檢衡車在鐵路上頻繁（fán）移動其變化量不可忽（hū）視，因此不可引用JJF1059之3.6條（tiáo）將u(Δ_x)忽略，此處與（yǔ）一、4.(2)有所不同，考慮整個檢衡車的（de）變化量比砝碼的變化量大，認為在有效（xiào）期內檢衡車的偏差近似在允差界（jiè）限內均勻分布，因此:
    
    估（gū）計不可靠程度（dù）為0，u(Δ_x)的自由度ν(Δ_x)按式(21)計算:
    ν(Δ_x)=∞(21)
    (3)u(δ_x)的評定
    檢定軌道衡時，數（shù）顯的最小分辨力為10kg，屬於均（jun1）勻分布，u(δ_x)按式(22)計算:
    u(δ_x)=0.29×10=2.9(kg)(22)
    估計不可靠程度為0，故u(δ_x)的自由度（dù）ν(δ_x)=∞。

    5.合成標（biāo）準不確定度u_c(y)的評定
    以使用50t檢衡車為例（lì），下同。
    
    當需要計算(一（yī）般檢定（dìng）可不計算)u_c(y)的自由度時，按式（shì）(24)計算:
    

    6.擴展不確定度U的評定
    與一（yī）、6條相似（sì）的理由，取包含因子k=2。因此擴展不確定度按式(25)計（jì）算:
    

    7.U的實用評定步驟及測量不確定度評定結果的報告
    在本例中，最後評定出的（de）擴展不確定（dìng）度U可以代表6個示值差（chà）數據中的（de）任何一個的分散性。
    (1)評定步驟
    應用式（shì）(16)、(17)、(18)計算u(x)；
    將u(x)的值代（dài）入（rù）式(25)計算U。
    (2)結果報告
    目前，新規程（chéng）未頒布實施，JJG781-1992仍然有（yǒu）效，現行規程（chéng）沒有要求在檢定證書上給出測量不確定度數據（jù）。當需要報告檢定結果測量不確定（dìng）度時，按以下方式報告:
    本次“稱量檢定”所得每個“示值差”數據的擴展不確定度均為:____kg，包（bāo）含因子k=2。
    有必要時，給出標準不確定（dìng）度一覽表(見表3)。