魏鵠志

(廣東省清遠(yuǎn)市質(zhì)量計量監(jiān)督檢測所,廣東清遠(yuǎn) 511500)

對經(jīng)緯儀檢定裝置測量不確定度評定的探討

魏鵠志

(廣東省清遠(yuǎn)市質(zhì)量計量監(jiān)督檢測所,廣東清遠(yuǎn) 511500)

本文主要對經(jīng)緯儀檢定裝置測量不確定度進(jìn)行了分析,可供同行參考。

經(jīng)緯儀 測量不確定度 檢定

1 概述

(1)檢定依據(jù):JJG414—2003《光學(xué)經(jīng)緯儀》檢定規(guī)程;(2)環(huán)境條件:溫度(20±5)℃,相對濕度≤75%;(3)檢定標(biāo)準(zhǔn):經(jīng)緯儀綜合檢驗儀;(4)被測對象:DJ1型的經(jīng)緯儀。一測回水平方向標(biāo)準(zhǔn)偏差最大允許誤差0.8″,一測回豎直角標(biāo)準(zhǔn)偏差最大允許誤差:2.0″。(5)測量過程:用多齒分度臺進(jìn)行一測回水平方向測角不確定度的檢定。將被檢儀器安置在多齒分度臺上,用綜合檢定儀系統(tǒng)中心光管給出的十字目標(biāo)為照準(zhǔn)目標(biāo)進(jìn)行測量。再用多齒分度臺加綜合檢驗儀豎直角標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行一測回豎直角標(biāo)準(zhǔn)測角不確定度的檢定,取最大值與最小值之差為豎直角測角不確定度。

2 數(shù)學(xué)模型

表1 測量值表

表2 測量值表

標(biāo)式中:Φi為各水平方向測角誤差;a0為平均零位讀數(shù);a1為各受檢點正倒鏡讀數(shù)平均值;a標(biāo)為多齒分度臺標(biāo)準(zhǔn)角值。

(2)豎直角數(shù)學(xué)公式:

式中:ai為各豎直角測角誤差;Δ1為各受控點目標(biāo)正倒平均讀數(shù);k為測回數(shù)(取k=1);Δ標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)角的實際值;Δ0為水平方向值。

(3)靈敏系數(shù):

3 不確定度的來源水平角

(1)多齒分度臺最大間隙誤差引起的不確定度分量:u1(B類);(2)水平角檢定裝置穩(wěn)定性引起的不確定度分量:u2(B類);(3)觀測照準(zhǔn)誤差引起的不確定度重復(fù)性分量:u3(A類);(4)平均零位讀數(shù)誤差引起的不確定度測量重復(fù)性分量:u4(A類)豎直角;(5)多齒分度臺最大間隙誤差引起的不確定度分量:u5(B類);(6)豎直角檢定裝置穩(wěn)定性引起的不確定度分量:u6(B類);(7)標(biāo)定照準(zhǔn)誤差引起的不確定度測量重復(fù)性分量:u7(A類);(8)光管視準(zhǔn)線不穩(wěn)定性統(tǒng)計值誤差的不確定度分量:u8(B類);(9)平均零位讀數(shù)引起的不確定度測量重復(fù)性分量:u9(A類)。

4 不確定度分量的評定

(1)多齒分度臺最大間隙誤差引起的不確定度分量u1評定。根據(jù)檢定證書提供的信息,多齒分度最大間隙誤差:0.3″,在半寬度為0.3″的區(qū)間內(nèi)均勻分布,包含因子半寬度a=0.3″。

(2)水平角檢定裝置穩(wěn)定性引起的不確定度分量u2評定。水平角檢定裝置的穩(wěn)定性(含讀數(shù)誤差)0. 2″,則在4h內(nèi)連續(xù)觀測取6次標(biāo)準(zhǔn)偏差平均值,即

表3 測量值表

(3)觀測照準(zhǔn)誤差引起的不確定度測量重復(fù)性分量u3評定。主要通過測量重復(fù)性。選一臺DJ1經(jīng)緯儀在JSJ綜合檢查儀上連續(xù)測量10次水平角15°39'7.8″照準(zhǔn)觀測,得測量值見表1。

(4)平均零位讀數(shù)誤差引起的不確定度分量u4評定,主要通過測量重復(fù)性得到。

選一臺DJ1經(jīng)緯儀在JSJ綜合檢查儀上連續(xù)測量10次水平角00°00'00″照準(zhǔn)觀測,得測量值見表2。

(5)多齒分度臺最大間隙誤差引起的不確定度分量u5評定。在JSJ綜合檢驗儀上用同一臺多齒分度臺檢查水平角和豎直角的一測回誤差。根據(jù)檢定證書提供的信息,多齒分度臺最大間隙誤差:0.3″,在半寬度a=0.3″的區(qū)間內(nèi)服從均勻分布,包含因子則:u5=u1=0.17″。

(6)豎直角檢定裝置穩(wěn)定性引起的不確定度分量u6評定。水平角檢定裝置的穩(wěn)定性(含讀數(shù)誤差)0.5″,則在4h內(nèi)連續(xù)觀測取4次標(biāo)準(zhǔn)偏差平均值,即

(7)標(biāo)定照準(zhǔn)誤差引起的不確定度測量重復(fù)性分量u7評定。主要通過測量重復(fù)性得到。選一臺DJ1經(jīng)緯儀在JSJ綜合檢查儀上連續(xù)測量10次豎直角15°39'7. 8″檢定觀測,得測量值見表3。

(8)光管視準(zhǔn)線不穩(wěn)定性統(tǒng)計值誤差引起的不確定度分量u8評定。根據(jù)檢定證書提供的信息,光管視準(zhǔn)線不穩(wěn)定性統(tǒng)計值誤差為0.14″,在半寬度a=0.14″的范圍內(nèi)服從均勻分布,包含因子,則:

(9)平均零位讀數(shù)誤差引起的不確定度測量重復(fù)性分量u9評定,主要通過測量重復(fù)性。選一臺DJ1經(jīng)緯儀在JSJ綜合檢查儀上連續(xù)測量10次,豎直角水平方向觀測,得測量值。

5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算:

6 擴(kuò)展不確定度

水平角的擴(kuò)展不確定度:U=kuc1=0.4″(k=2);垂直角的擴(kuò)展不確定度:U=kuc2=0.64″(k=2)。