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平均線膨脹系數(shù) 不確定度評定 這樣的思路對嗎?

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發(fā)布時間: 2013-4-10 10:55

正文摘要:

有一個關(guān)于平均線膨脹系數(shù)的測試。打算評其測試結(jié)果的不確定度。其數(shù)學(xué)模型建立    式中`a為平均線膨脹系數(shù)(10-6·℃-1);DT為溫度的變化量(測試溫度與基準(zhǔn)溫度的溫度差,一般以20℃為基準(zhǔn)溫度);D ...

回復(fù)

藍(lán)豬 發(fā)表于 2013-4-12 13:29:28
謝謝,學(xué)習(xí)理解中。
規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2013-4-11 18:51:48
回復(fù) 3# 藍(lán)豬

  先回答你的兩個問題。
  問題1:設(shè)ΔL/L0=y,L=y·L0+L0,這種情況下,L的重復(fù)性絕對不可以用ΔL/L0值的重復(fù)性代替。因為L的式子你并沒有完成推導(dǎo),推導(dǎo)到不可推導(dǎo)的地步,那個y中還包含有y之外的L0,應(yīng)該將ΔL/L0=y代入L=y·L0+L0,推導(dǎo)出L=ΔL+L0。按你的辦法,L引入的不確定度應(yīng)包含有ΔL和L0引入的兩部分分量,而ΔL和L0又是一般的相關(guān)量,還存在計算相關(guān)系數(shù)問題,這樣就把問題搞復(fù)雜了。
  問題2:ΔT也不能直接得到,可以根據(jù)α均反推得到ΔT=y/α均嗎?這當(dāng)然是不可以的,α均本身是輸出量,你怎么可以把它變成了輸入量呢?另外,ΔT是獲得α均的輸入量之一,怎么不能直接得到呢,難道檢測線膨脹系數(shù)不配置精密的溫度測量系統(tǒng)嗎,在溫度測量系統(tǒng)完全可以直接獲得呀。
  為了給出正確的測量模型,一定要弄清楚輸出量是什么,輸入量有幾個和是什么。
  第一,輸出量是什么?
  識別輸出量極其簡單,就是我們的檢測報告上要填寫檢測結(jié)果的那個量。對于本案,客戶要求的是α均大小,我們的檢測報告就必須給出α均。輸出量只能是α均,測量模型中的α均必須寫在測量模型等號的左邊,因此式子ΔT=y/α均是沒有意義的。
  第二,建立初始的測量模型
  我們再圍繞著測量α均的方法分析哪些量與獲得α均有關(guān)系來識別輸入量。根據(jù)線膨脹系數(shù)的定義是溫度變化ΔT=1℃時,固體材料單位長度L0的變化量ΔL,初始的測量模型(物理公式)必然是:
  α均=ΔL/(L0·ΔT)                 ①
  第三,推導(dǎo)出最終的測量模型
  在初始的測量模型中,長度L0和變化量ΔL兩個量關(guān)系密切,變化量ΔL是溫度變化后的長度L與變化前的長度L0之差,因此測量模型需要進(jìn)一步推導(dǎo),將ΔL=L-L0代入公式①得:
  α均=(L-L0)/(L0·ΔT)              ②
  當(dāng)然,我們也可以將L0=L-ΔL代入公式①得:
  α均=ΔL/[(L-ΔL)·ΔT]=ΔL/(L·ΔT-ΔL·ΔT)    ③
  總而言之,本案例L0和ΔL兩個有確定函數(shù)關(guān)系的量只能保留一個,顯然公式②比公式③更簡單明了,所以我也就選擇了公式②作為本案例測量不確定度評定的測量模型。如果選擇公式③作為測量模型也是可以的,評定結(jié)果也會是相同的,只不過評定時更麻煩。
藍(lán)豬 發(fā)表于 2013-4-11 09:07:53
您說的我能理解,之所以開始沒打算這么做是因為有幾個地方不清楚:
實際測試過程中,只錄入一個L0,儀器會自動給出兩個值,α均、ΔL/lo。
問題1:L值不是測量出來的。通過得到的ΔL/L0值,可以計算出L值,設(shè)ΔL/lo=y,L=y*lo+lo.這種情況下,L的重復(fù)性可以用ΔL/L0值的重復(fù)性帶替不?
問題2:按您的方法計算,需要乘以靈敏系數(shù),但是其中ΔT也不能直接得到,可以根據(jù)α均反推得到,ΔT=y/α均,這樣可以嗎?

實際上我之前給出的模型,是測試原理,也就是儀器的工作原理,實際的操作就是我把樣品放入儀器,只輸入一個Lo,儀器自動給出α均、ΔL/lo兩個值,這種情況下我真的不能用Y=x這種模型嗎??
規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2013-4-10 18:48:10
回復(fù) 1# 藍(lán)豬

  我認(rèn)為給出的測量模型似乎有點(diǎn)問題。
  在測量中“ΔL為試樣與溫度變化相應(yīng)的已經(jīng)修正的長度變化量”,這個ΔL是兩個值的差,ΔL=L-L0,其中L為20℃增加了ΔT時被測件的實際長度,ΔL中包含有原測量模型分母中的L0,因此測量模型應(yīng)該進(jìn)行改寫,正確的測量模型應(yīng)該是:
  α均=(L-L0)/(L0·ΔT)
  關(guān)于測量結(jié)果α均的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的來源,根據(jù)改寫后的測量模型可知共有三個標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量,即:
  ①由L(溫度變化ΔT后試樣的實際長度)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量;
  ②由L0(基準(zhǔn)溫度20℃下試樣的長度)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量;
  ③由ΔT(分別測得L0和L時的溫度變化差值)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。
  其中由L引入的不確定度分量因所掌握的有關(guān)L測量的信息量不足,不能采用B類評定,此時應(yīng)使用A類評定方法,進(jìn)行重復(fù)性試驗并使用貝塞爾公式得到;
  由L0引入的不確定度分量,主要來自于所使用的位移傳感器和顯示器的計量特性(示值允差),有關(guān)位移傳感器和顯示器的信息可由合格證或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等查得,因此可分別采用B類評定后加以合成;
  由ΔT引入的不確定度分量主要來自于溫度測量系統(tǒng)的計量特性,有關(guān)溫度測量系統(tǒng)的信息同樣可查閱合格證或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范得到,故采用一個B類評定即可得到。
  最后三個分量分別乘以各自的靈敏系數(shù)加以合成,如果沒有特別提出包含因子k的大小,只要再乘以國際通用的包含因子2即可得到線膨脹系數(shù)平均值α均的擴(kuò)展不確定度U。

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