便携式制动性能测试仪示值误差不确定度评定

便携式制动性能测试仪示值误差不确定度评定

王恒丽

濮阳市质量技术监督检验测试中心 河南 濮阳457000    

摘要 ：本文主要介绍了便携式制动性能测试仪示值误差的不确定度评定方法

关键词：不确定度   ；数学模型  ； 输入量

1.测量方法

便携式制动性能测试仪（以下简称减速度仪）的静态校准是以带校准平台的静态校准装置旋转角度的正弦值和重力加速度乘积为标准值，将被校减速度仪相应示值与其进行比较，以确定减速度仪示值是否正确。

减速度仪的动态校准是以非接触式汽车速度计为标准装置，与被校的减速度仪安置在同一辆性能稳定的车辆上，按GB7258规定的速度下进行紧急制动。根据非接触式汽车速度计所测量得制动初速度、减速至时车辆行驶的距离、减速至时车辆行驶的距离，按GB7258规定计算得充分发出的平均减速度= 。与被校减速度仪相应示值进行比较。

2.  数学模型

2.1 静态校准时，减速度值为（0～4.90）时的数学模型

示值误差     = － ×9.80（） 

式中：－ 被校便携式制动性能测试仪示值误差，（）；

      － 被校便携式制动性能测试仪示值，（）；

      － 带校准平台的静态校准装置旋转角度值，（°）。

2.2 静态校准时，减速度值为除（0 ～ 4.90 ）以外其它值时的数学模型

示值误差   

式中：－ 被校便携式制动性能测试仪示值误差，（%）；

      － 被校便携式制动性能测试仪示值，（）；

  － 带校准平台的静态校准装置旋转角度值，（°）。

3 方差和灵敏系数

3.1 静态校准时，减速度值为（0 ～ 4.90 ）时的方差和灵敏系数

= ＋×

  ；   

3.2 静态校准时，减速度值为除（0 ～ 4.90 ）外值时的方差和灵敏系数

= ×＋×

   ；

4 输入量的不确定度来源

4.1 静态校准时，减速度值为（0～ 4.90）时的输入量的不确定度来源

（1）被校便携式制动性能测试仪示值（测量结果重复性）      =

（2）被校便携式制动性能测试仪示值（数显量化误差）     =

（3）带校准平台的静态校准装置水平零位值误差 （×9.80）× =

（4）带校准平台的静态校准装置旋转角度值      （×9.80）× =

4.2 静态校准时，减速度值为除（0 ～ 4.90 ）外值时的输入量的不确定度来源

（1）被校便携式制动性能测试仪示值（测量结果重复性） （）

（2）被校便携式制动性能测试仪示值（数显量化误差）（

（3）带校准平台的静态校准装置水平零位值误差  ）

（4）带校准平台的静态校准装置旋转角度值   

5 输入量的标准不确定度评定

5.1 静态校准时，减速度值为（0 ～ 4.90 ）值时的输入量的不确定度评定

（1）被校便携式制动性能测试仪示值（测量结果重复性）的标准不确定度评定

被校便携式制动性能测试仪示值估计值的不确定度主要来源于便携式制动性能测试仪的测量结果重复性及数显仪器的示值量化误差。测量结果重复性可以通过连续测量得到的测量列，采用A类方法进行评定

在带校准平台的静态校准装置及被校便携式制动性能测试仪正常工况条件下，在角度标准装置示值为25°时，读取被校便携式制动性能测试仪相应示值。等精度重复测量十次，计算单次实验标准差：

= = 0.024 （）

实际测量时，在重复条件下连续测量3次，以3次测量的算术平均值作为测量结果，则可得标准不确定度为

    = / = 0.014 （）

（2）被校便携式制动性能测试仪示值（数显量化误差）

数显式便携式制动性能测试仪的分辩力为0.01 ，其量化误差以等概率分布（矩形分布）落在宽度为（0.01 ）/ 2 = 0.005 的区间内。考虑其引入的标准不确定度为

=  0.005 /  = 0.003   （）

（3）带校准平台的静态校准装置水平零位值误差

带校准平台的静态校准装置的起始水平由水准器调整，水准器的分辩力不大于1（相当于0.001弧度）。按均匀分布计，带校准平台的静态校准装置水平零位值的标准不确定度为

            = 0.001 / = 0.0006   （弧度）

（4）带校准平台的静态校准装置旋转角度值

带校准平台的静态校准装置的角度极限误差不超过± 0.2°， 相当于0.0035（弧度）

按正态分布计，带校准平台的静态校准装置旋转角度值的标准不确定度为

            = 0.0035 / 3 = 0.0012   （弧度）

5.2 静态校准时，减速度值为除（0 ～ 4.90 ）外值时的输入量的不确定度评定

（1）被校便携式制动性能测试仪示值（测量结果重复性）的标准不确定度评定

被校便携式制动性能测试仪示值估计值的不确定度主要来源于便携式制动性能测试仪的测量结果重复性及数显仪器的示值量化误差。测量结果重复性可以通过连续测量得到的测量列，采用A类方法进行评定。

在带校准平台的静态校准装置及被校便携式制动性能测试仪正常工况条件下，在带校准平台的静态校准装置指示值为35°时，读取被校便携式制动性能测试仪相应示值。等精度重复测量10次，

计算单次实验标准差：

        = = 0.032 （）

实际测量时，在重复条件下连续测量3次，以3次测量的算术平均值作为测量结果，则可得标准不确定度为

         = / = 0.018  （）

（2）被校便携式制动性能测试仪示值（数显量化误差）

同“5.1（2）”理，考虑其引入的标准不确定度为

= 0.005 /  = 0.003   （）

 （3）带校准平台的静态校准装置水平零位值误差

同“5.1（3）”理，考虑其引入的标准不确定度为

= 0.001 / = 0.0006   （弧度）

（4）带校准平台的静态校准装置旋转角度值

同“5.1（4）”理，考虑其引入的标准不确定度为

= 0.0035 / 3 = 0.0012   （弧度）

6 输出量的标准不确定度分量一览表

注：上述计算按测量点为25°、相应减速度值X = 4.14；为35°、相应减速度值Y = 5.62； = 50时， = －7.0， = 8.68，计算输出量的标准不确定度。

7 合成标准不确定度的评定

7.1 静态校准时，减速度值为（0 ～ 4.90 ）值时的合成标准不确定度

由于各标准不确定度分量相互无关，故合成标准不确定度为

= = 0.018 ()

7.2 静态校准时，减速度值为除（0 ～ 4.90 ）外值时的合成标准不确定度

由于各标准不确定度分量相互无关，故合成标准不确定度为

= = 0.38 %

8 扩展不确定度的评定

8.1 静态校准时，减速度值为（0 ～ 4.90 ）值时的扩展不确定度

取= 2，故扩展不确定度为

        = × = 2 × 0.018 = 0.04

8.2 静态校准时，减速度值为（0 ～ 4.90 ）外值时的扩展不确定度

取= 2，故扩展不确定度为

    = × = 2 × 0.38 % = 0.8 %

8  测量不确定度的报告

上述分析及计算按JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》进行。得到校准便携式制动性能测试仪示值误差测量结果的扩展不确定度为：

a.静态校准时，减速度: （0 ～ 4.90 ）值时的扩展不确定度

()

b. 静态校准时，减速度:（0 ～ 4.90 ）外值时的扩展不确定度

()

参考文献： JJF1059.1测量不确定度的评定与表示

           JJF1168便携式制动性能测试仪校准规范