全站仪法球形金属容量测量不确定度评定.docVIP

全站仪法球形金属容量校准和测量能力评定 安徽省计量科学研究院 流量检测研究中心 王涛 1．概述： 1.1测量依据：JJG642-2007《球形金属罐容量》 1.2计量标准：TCRM1202+R400全站型电子速测仪，测量范围1.5m～400m～ m3～ （1） （2） （3） （4） 式中：dH——空罐赤道内直径mm；dv——空罐竖向内直径mm；RH——空罐赤道外半径mm；Rv——空罐竖向外半径mm；e——赤道板罐壁厚mm；e下——下极板罐壁厚mm； ΔV——承压罐容积增大值。 将（3）、（4）式代入（2）式 （L） （5） 由于（L） 对比（5）式发现其数量级为V的10－6 （6） 由于赤道板罐壁厚度和下极板管壁厚度的测量为同一台测厚仪，故u(e)和u(e下)是强相关项，认为相关系数r=1，所以（6）式演变为： （7） 3.2灵敏系数 由式（5）计算灵敏系数。 （m2） (m2) （m2） （m2） 4．各输入分量的标准不确定度评定 4.1赤道外半径的标准不确定度u (RH) 依据JJG642-2007《球形金属罐容量》，赤道外半径公式： （8） 式中；Li——仪器到球罐罐壁距离mm；α——水平角（°′″）；Z1i、Z2i分别为上、下切点天顶距（°′″）。 赤道外半径不确定度传播 其中： 4.1.1中心距测量不确定度u (L) （1）全站仪测距极限误差为2mm，均匀分布， mm （2）测量重复性误差由证书得到0.28mm，均匀分布， （3）合成得中心距测量不确定度 mm 4.1.2水平角测量不确定度u (α) 由证书可得：全站仪测量水平方向角度不确定度″ 4.1.3上、下切点天顶距测量重复性引起的标准不确定度u (Z1)、u (Z2) （1）由证书得全站仪的测量竖直方向角度不确定度u (Z1)= u (Z2)= 1.3″/2=0.65″。 （2）球心的天顶距测量不确定度u (Z0) ″ .4.1.4合成赤道外半径标准不确定度u (RH) 4.2竖向外半径的标准不确定度u (RV) 4.2.1依据JJG642-2007《球形金属罐容量》，竖向外半径： （9） 4.2.2竖向外半径不确定度传播： 其中： 4.2.3合成竖向外半径标准不确定度u (RV) 4.3赤道板罐壁厚度和下极板罐壁厚度测量标准不确定度u (e)和u (e下) 测量罐壁厚度我们使用超声波测厚仪。依据证书得： mm 测厚仪的分辨率的标准不确定度： mm 合成赤道板罐壁厚度和下极板罐壁厚度测量标准不确定度u (e)和u (e下) 4.4合成标准不确定度 实例以及评定结果见下表： 球罐参数 不确定度分量 各分量计算结果 灵敏 系数 (m2) 合成标准不确定度分量(m3) 标称容量20m3 L=5434.2mm α=31°35′14″Z1=47°27′36″ Z2=75°3′23″ RH=1703.3mm Rv=1702.0mm e=20.3mm e下=20.2mm 实际总容量=20.074m3 赤道外半径标准不确定度 cL cα mm/° cZ0 mm/° u (RH) mm c1 0.0170 0.3134 3339.0 1035.9 0.7164 23.712 竖向外半径标准不确定度 cL cZ1 mm/° cZ2 mm/° u (RV) mm c2 0.0114 0.3132 －3465.1 3465.1 0.9572 11.865 赤道板管壁厚度标准不确定度 u (e) c3 －0.0031 0.1044mm －29.644 下极板罐壁厚度标准不确定度 u (e下) c4 －0.0006