相對密度儀校準(zhǔn)規(guī)范-測量不確定度分析報(bào)告

國家計(jì)量技術(shù)規(guī)范砂土相對密度儀校準(zhǔn)規(guī)范（征求意見稿）測量不確定度評定報(bào)告規(guī)范起草組2024年09月目錄TOC\o"1-1"\h\u16797一、量筒容積測量模型及不確定度評定 砂土相對密度儀校準(zhǔn)不確定度評定分別對砂土相對密度儀的量筒容積、錘座底邊直徑、擊錘落高、擊錘質(zhì)量進(jìn)行不確定度評定。一、量筒容積測量模型及不確定度評定1測量模型量筒容積：(1)式中：——第i次量筒容積，mL；——第i次加水后量筒質(zhì)量，g；——水的密度，g/mL。根據(jù)公式(1)和不確定度傳播律，得到量筒容積的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：(2)其中：，本試驗(yàn)中m=500g，ρ=0.99820g/mL，計(jì)算靈敏系數(shù)為：則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：。2不確定度來源分析影響測量不確定度的來源主要有：測量重復(fù)性引入的測量不確定度；計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器引入的測量不確定度；不同溫度水的密度引入的測量不確定度。3測量不確定度的評定3.1測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量：在重復(fù)性測量條件下，用電子天平分別對兩種容積量筒重復(fù)裝水10次前后質(zhì)量進(jìn)行重復(fù)測量，用溫度計(jì)測量每次裝水后水溫約為20℃，計(jì)算出量筒容積，測量結(jié)果見表1。表1量筒容積重復(fù)性測量結(jié)果容積單位：mL測量次數(shù)12345678910標(biāo)準(zhǔn)差實(shí)測值500.11500.08500.09500.11500.11500.12500.09500.08500.09500.090.014實(shí)測值1000.181000.161000.181000.181000.171000.161000.171000.141000.191000.170.014在實(shí)際測量時(shí)，重復(fù)測量3次，取3次測量值的算術(shù)平均值作為測量結(jié)果，則測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：3.2標(biāo)準(zhǔn)器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量：該項(xiàng)目校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)器為測量范圍（0～2000）g，分度值0.02g的EQ\o\ac(○,Ⅲ)級電子天平，電子天平由上一級標(biāo)準(zhǔn)檢定，根據(jù)檢定規(guī)程，在測量范圍（400～2000）g時(shí)，其最大允許誤差為±0.3g，作均勻分布，取包含因子，則其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：則：3.3不同溫度水的密度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量：測量水的密度隨溫度變化的標(biāo)準(zhǔn)器為溫度計(jì)，溫度計(jì)由上一級標(biāo)準(zhǔn)檢定，根據(jù)本檢定規(guī)程選取最大允許誤差為±0.4℃的溫度計(jì)進(jìn)行水溫測量，本次試驗(yàn)水溫約為20℃，溫度計(jì)最大允許誤差為±0.4℃，則溫度實(shí)際范圍在（20±0.4）℃，根據(jù)附錄A常用溫度點(diǎn)試驗(yàn)用水的密度可查出相應(yīng)密度區(qū)間為（0.99812～0.99829）g/mL，則其不確定度區(qū)間半寬為0.000085g/mL，按均勻分布計(jì)算，取包含因子，則其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：則：4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度由于合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc：取包含因子k=2，擴(kuò)展不確定度：根據(jù)同樣的試驗(yàn)方法和不確定度分析，對不同溫度點(diǎn)的砂土相對密度儀量筒容積測量不確定度進(jìn)行評定，其主要影響不確定度的因素皆為標(biāo)準(zhǔn)器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量，測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量和不同溫度水的密度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量影響很小，通過擴(kuò)展不確定度修約后，不同溫度點(diǎn)的砂土相對密度儀量筒容積的擴(kuò)展不確定度皆為，k=2。二、錘座底邊直徑測量模型及不確定度評定1測量模型(3)式中：——游標(biāo)卡尺測量值，mm；——錘座底邊直徑值，mm。根據(jù)公式（3）和不確定度傳播律，得到錘座底邊直徑的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：(4)其中：，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：。2不確定度來源分析影響測量不確定度的來源主要有：測量重復(fù)性引入的測量不確定度；計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器引入的測量不確定度。3測量不確定度的評定3.1測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量：在重復(fù)性測量條件下，用游標(biāo)卡尺對錘座底邊直徑進(jìn)行10次重復(fù)測量，測量結(jié)果見表2。表2錘座底邊直徑重復(fù)性測量結(jié)果長度單位：mm測量次數(shù)12345678910標(biāo)準(zhǔn)差實(shí)測值49.9849.9749.9949.9549.9649.9749.9849.9749.9649.970.012在實(shí)際測量時(shí)，取3次測量值的平均值作為測量結(jié)果，則測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：3.2標(biāo)準(zhǔn)器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量：該標(biāo)準(zhǔn)器為游標(biāo)卡尺，最大允許誤差±0.03mm，區(qū)間半寬為0.03mm，估計(jì)為均勻分布，取包含因子。4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度由于合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc取包含因子k=2，擴(kuò)展不確定度：三、擊錘落高測量模型及不確定度評定1測量模型(5)式中：——鋼直尺測量值，mm；——擊錘落高值，mm。根據(jù)公式（5）和不確定度傳播律，得到擊錘落高的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：(6)其中：，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：。2不確定度來源分析影響測量不確定度的來源主要有：測量重復(fù)性引入的測量不確定度；計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器引入的測量不確定度。3測量不確定度的評定3.1測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量：在重復(fù)性測量條件下，用鋼直尺對擊錘落高進(jìn)行10次重復(fù)測量，測量結(jié)果見表3。表3擊錘落高重復(fù)性測量結(jié)果長度單位：mm測量次數(shù)12345678910標(biāo)準(zhǔn)差實(shí)測值150.5150.5150.5150.5150.3150.0150.3150.5150.0150.00.23在實(shí)際測量時(shí)，取3次測量值的平均值作為測量結(jié)果，則測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：3.2標(biāo)準(zhǔn)器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量：該標(biāo)準(zhǔn)器為鋼直尺，鋼直尺由上一級標(biāo)準(zhǔn)檢定，根據(jù)檢定規(guī)程，在測量范圍內(nèi)時(shí)，其最大允許誤差為±0.1mm，作均勻分布，取包含因子。4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度由于合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc取包含因子k=2，擴(kuò)展不確定度：四、擊錘質(zhì)量測量模型及不確定度評定1測量模型(7)式中：——電子天平測量值，g；——擊錘質(zhì)量，g。根據(jù)公式（7）和不確定度傳播律，得到擊錘質(zhì)量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：(8)其中：，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：。2不確定度來源分析影響測量不確定度的來源主要有：測量重復(fù)性引入的測量不確定度；計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器引入的測量不確定度。3測量不確定度的評定3.1測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量：在重復(fù)性測量條件下，用電子天平對擊錘質(zhì)量進(jìn)行10次重復(fù)測量，測量結(jié)果見表4。表4擊錘質(zhì)量重復(fù)性測量結(jié)果質(zhì)量單位：g測量次數(shù)12345678910標(biāo)準(zhǔn)差實(shí)測值1250.181250.161250.181250.181250.161250.161250.181250.141250.201250.180.017在實(shí)際測量時(shí)，取3次測量值的平均值作為測量結(jié)果，則測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：3.2標(biāo)準(zhǔn)器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量：該標(biāo)準(zhǔn)器為測量范圍（0～2000）g，分度值0.02g的EQ\o\ac(○,Ⅲ)級電子天平，電子天平由上一級標(biāo)準(zhǔn)檢定，根據(jù)檢定規(guī)程，在測量范圍（400～2000）g時(shí)，其最大允許誤差為±0.3g，作均勻分布，取包含因子。4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度由于合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc取包含因子k=2，擴(kuò)展不確定度：五、長頸漏斗徑管內(nèi)徑測量模型及不確定度評定1測量模型(9)式中：——游標(biāo)卡尺測量值，mm；——長頸漏斗徑管內(nèi)徑值，mm。根據(jù)公式（9）和不確定度傳播律，得到長頸漏斗徑管內(nèi)徑的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：(10)其中：，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：。2不確定度來源分析影響測量不確定度的來源主要有：測量重復(fù)性引入的測量不確定度；計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器引入的測量不確定度。3測量不確定度的評定3.1測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量：在重復(fù)性測量條件下，用游標(biāo)卡尺對長頸漏斗徑管下口內(nèi)徑進(jìn)行10次重復(fù)測量，測量結(jié)果見表5。表5長頸漏斗徑管內(nèi)徑重復(fù)性測量結(jié)果長度單位：mm測量次數(shù)12345678910標(biāo)準(zhǔn)差實(shí)測值12.0312.0412.0212.0212.0112.0512.0412.0412.0412.030.013在實(shí)際測量時(shí)，取3次測量值的平均值作為測量結(jié)果，則測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：3.2標(biāo)準(zhǔn)器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量：該標(biāo)準(zhǔn)器為游標(biāo)卡尺，最大允許誤差±0.03mm，區(qū)間半寬為0.03mm，估計(jì)為均勻分布，取包含因子。4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度由于合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc取包含因子k=2，擴(kuò)展不確定度：六、金屬容器尺寸測量模型及不確定度評定1測量模型(11)式中：——游標(biāo)卡尺測量值，mm；——金屬容器尺寸值，mm。根據(jù)公式（11）和不確定度傳播律，得到金屬容器尺寸的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：(12)其中：，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：。2不確定度來源分析影響測量不確定度的來源主要有：測量重復(fù)性引入的測量不確定度；計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器引入的測量不確定度。3測量不確定度的評定3.1測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量：在重復(fù)性測量條件下，用游標(biāo)卡尺對100mm規(guī)格的金屬容器內(nèi)徑進(jìn)行10次重復(fù)測量，測量結(jié)果見表6。表6金屬容器內(nèi)徑重復(fù)性測量結(jié)果長度單位：mm測量次數(shù)12345678910標(biāo)準(zhǔn)差實(shí)測值100.