汽车油罐车容量测量结果的不确定度评定

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《计量s测试技~)eom年第4o卷第1o期汽车油罐车容量测量结果的不确定度评定Evaluation of Uncertainty about Tank Cars Capacity in Measurement罗志东 张相山(贵州省计量测试院，贵州 贵阳 550003)摘 要：通过对汽车油罐车检定过程不确定度来源的分析，判断使用二等标准金属量器组及温度计和液位计等组成的计算机 自动化测量装置能否满足检定规程的相关要求。从而提高检定油罐车的工作效率。

关键词：汽车汕罐车；自动化；二等标准金属量器；温度计；液位计汽车油罐车是装运轻质油的重要工具，一般注油到它的安全高度附近。通常是使用二等标准金属量器组，温度计及量油尺为主要计量器具开展检定工作，工作效率较低，准确度高。我院相关工作人员对该标准装置进行改进，将二等标准金属量器组进水和放水通过计算机控制气动开关 自动完成，同时自动测量水温，并将量油尺更换为液位计，可对液面高度自动测量，从而提高检定油罐车的工作效率。本文主要是对自动化检定过程进行不确定度分析，通过分析判断使用该套标准装置能否满足检定规程的相关要求开展检定工作。

1 概述1．1 i贝0量依据：JJG133—2oo5{汽车油罐车容量》检定规程。

1．2 环境条件：遮阳棚内温度范围在(5 35)℃内，一次测量过程中水温变化不超过±2qC。

1．3 计量标准(见表 1)表 11．4 被测对象(见表 2)表 2测量对象计量特性测量范围汽车油罐车容量扩展不确定度：Ur=2．5×l0一 ( =2)(1)油罐车标称容量75％；(2)油罐车标称容量75％ 1C0％范围内的容量值。

汕罐标称容量≤100L蠢 辈 ％范围内检定点不油罐标称容量>IO00L蠢 挛 ％范匾内检定点不1．5 测量方法：首先，按油罐车的标称容量计算其 75％的容积值，选用标准金属量器进行组合，按规程要求操作，逐步向油罐内注人标称容量值75％的水，并每次记录标准量器内水温 t 在标称容量的75％处待油罐内水温与壁温平衡后，测量罐内水温 ，并待油罐内水面平稳后 ，用液位计测量液位值(液面高度)。其次，在检测标称容量的75％～ 100％范围内容量值时，每注入一次水时，都要及时测量标准金属量器内的水温 b2和罐内水温 ，并测量此时的液位值(液面高度)。最后，将测得的参数输入到计算机中，由专用软件计算汽车油罐车容积表。

1．6 评定结果的使用：符合上述条件下的钡0量，一般可直接使用本不确定度评定结果。

2 测量模型根据规程并考虑相关影响量，有以下测量模型：= 。 + + l+ 2+ 3 (1)式中： 一2O℃时油罐车标称容量100％的容量值，L；。
一 20℃时油罐车标称容量 75％的容量值，L；一 2O℃时油罐车标称容量75％一1130％的容量值，L；，一测量油罐车标称容量75％的重复性，L；) 2一测量油罐车标称容量75％～100％的重复性，L；一 使用液位计测量液位值(液面高度)带来的容量误差，L。

3 各输入量的标准不确定度评定以标称容积为 14800L的油罐车为例。

3．1 输人量 。的标准不确定度“( )的评定输入量 。可表示为：= l[1+卢l( 61—20)+ (20一tg1)+ (tgl一式中： 1一标准金属量器20％的容量值，L；】一标准金属量器的体胀系数，50×10 ／℃；一 油罐体胀系数，33×10 ／℃；一 水的膨胀系数，2×10-4／cC；“】一标准金属量器内的水温，实测温度为20．2℃；￡ 】一油罐内水温，实测温度为20．6℃。

罗志东等：汽车油罐车容量溺量结果的不确定度评定3．1．1 输入量 l的标准不确定度 “(vb1)的评定输人量 1的标准不确定度 ( 1)的主要来源于标准金属量器定值的不确定度，采用 B类方法评定。根据标准金属量器检定证书中的信息，二等标准金属量器的相对扩展不确定度为 =2．5×10 (k=2)，vbl=14800×0．75=11IOOL，包含因子 k=2，所以：( )： 掣 ：1．3875L／Z 1 ／ 6 ————— ———一 =3．1．2 输入量 】的标准不确定度 “( )的评定( )采用 B类方法进行评定。

输入量 为标准金属量器的膨胀系数，按规程中给出的为 l=50×10一 oC～，用界限 ±5×10一 0C一 的均匀分布表示不确定度，则：u( 1)： ：2．887×10一 ℃一1。‘ √33．1．3 输入量 2的标准不确定度 ( )的评定“( 2)采用 B类方法进行评定。

输人量 2为被检油罐车罐体胀系数，其不确定度来源于被检油罐车罐体的体胀系数，按规程中给出的为 2= 33父10一 ℃～，用界限±3．3×10一 ℃一 的均匀分布表示不确定度，则 ：u( )： ：1．905×10—6oC一1√33．1．4 输入量 的标准不确定度 ( )的评定“( )采用 B类方法进行评定。

输入量 为介质水的膨胀系数，其不确定度来源于水介 质 的体胀 系数，按 规程 中给 出 的为 =2×lO．4℃～，用界限±2×10 ℃ 的均匀分布表示不确定度，则 ：( )： ：11．55×10一 ℃一1j3．1．5 输入量 “1的标准不确定度 U(t61)的评定(t61)采用 B类方法进行评定。

输入量 t61为测量油罐标称容量 75％时标准金属量器中水的温度，由于温度计引入的允许误差为 -I0．3℃，由于在一次测量过程中水温变化不超过 ±2℃，综合考虑水温度变化为±2℃，服从均匀分布，则：，)cr、u(t61)= =1．1547oC433．1．6 输入量 l的标准不确定度 (t 1)的评定(tg1)采用B类方法进行评定。

输入量 为测量油罐标称容量 75％时油罐中水的温度，水温度变化为 ±2clC，服从均匀分布，则：，)u(tg1)= =1．1547oCj3．1．7 输入量 的标准不确定度 ( 。)的评定州 =( ，) +(鬻 ，(鬻 c ) +(鬻 c ) +(鬻 c tbl ) +( “c tgl )u( )=[(1．00007×1．3875) +(2220×2．887×10一 ) +(一6660×1．905×10一 ) +(4440×11．55×1O一 ) +(一1．665×1．1547) +(1．8537×1．1547) ]。· L= 3．1947L3．2 输入量 的标准不确定度 ( )的评定= 2[1+卢1(f62—2O)+卢2(20一tg2)+ (tg2一t62)]式中： 2一标准金属量器20~C的容量值，L；】一标准金属量器的体胀系数，50×10I6／℃；一 油罐体胀系数，33×10— ／~C；一 水的膨胀系数，2×10 ／~C；62一标准金属量器内的水温，实测温度为20．2cC；以一油罐内水温，实测温度为20．6c【=。

3．2．1 输入量 2的标准不确定度 U( 2)的评定／2,(vb2)采用B类方法进行评定。

输入量 2的不确定度主要来源于标准金属量器定值不确定度，根据标准金属量器检定证书中的信息，二等标准金属量器的相对扩展不确定度为 =2．5×10I4(k= 2)，14800×0．25=3700L，包含因子 k=2，所以：“( )：—37—00—L x O—．0—25％：O
．4625Lb2 “ —————— ————一 U3．2．2 输入量 pl的标准不确定度 (卢1)的评定( 1)采用 B类方法进行评定。

输入量 为标准金属量器的膨胀系数，按规程中给出的为 1=50×10一 oC～，用界限±5×10一 ℃-1的均匀分布表示不确定度，则：n(卢1)： ：2．887×10—6oC—l√_j3．2．3 输入量 的标准不确定度 u(卢2)的评定u( )采用 B类方法进行评定。

输入量 为被检油罐车罐体胀系数，其不确定度来源于被检油罐车罐体的体胀系数，按规程中给出的为= 33×10一 ℃～，用界限±3．3×10— ℃一 的均匀分布表示不确定度，则 ：(卢2)： ：1．905×10一 ℃一l3．2．4 输入量 的标准不确定度 u( )的评定u( )采用 B类方法进行评定。

输入量 为介质水的膨胀系数，其不确定度来源于《计：f-s铡试技术 3年第40卷第1o期水介质 的体胀 系数，按 规程 中给 出的为 =2×10一 ℃～，用界限 ±2×10 cC 的均匀分布表示不确定度，则：M( )： ：1．155×10一 ℃一13．2．5 输入量 ￡62的标准不确定度 ／,(t62)的评定(tb2)采用B类方法进行评定。

输入量 62为测量油罐标称容量 75％～100％时标准金属量器中水的温度，水温度变化为±2℃，服从均匀分布，则：u(tb2)= =1．1547％3．2．6 输入量 ￡ 2的标准不确定度 M(t 2)的评定u(￡ 2)采用 B类方法进行评定。

输入量 为测量油罐标称容量75％一100％时油罐中水的温度，水温度变化为 ±2 ，服从均匀分布，则：u(￡ )： ：1．1547％j3．2．7 输入量 的标准不确定度／,( )的评定州 )=( (vb2) ( (／3( “c ) +( c ) +( u ctb2 ) +( (tg2 )u( )=[(1．0O0O7×O．4625) +(740 X 2．887×10一 ) +(一2220×1．905×10一 ) +(1480×1．155×i0-5) +(一O．555×1．1547) +(O．6179×1．1547) ]。· L= 1．O649L3．3 输人量 的标准不确定度 u( 1)的评定输人量 是被检油罐车标称容积75％的测量值，可以再重复性条件下，对被检油罐车标称容积75％容积进行多次测量，得grin量列为 l1，6l2，? 1 ，采用 A类评定方法评定。

引用相关实验资料得：／,( 1)=0．7874L3．4 输入量 2的标准不确定度 ／,( 2)的评定输入量 2是被检油罐车标称容积 75％～100％的狈0量值，可以再重复性条件下，对被检油罐车标称容积75％一100％容积进行多次测量，得到测量列为． .

?
． ，采用 A类评定方法评定。

引用相关实验资料得：／,( 2)=0．7372L3．5 输入量 3的标准不确定度 ／,( 3)的评定u( )采用 B类方法进行评定。

输人量 指使用液位计测量液位值(液面高度)带来的容量误差，液位计的扩展不确定度为 U=2．Omm(k= 2)，服从均匀分布，在规程中，罐车容量 75％一100％范围内的容量是随着液位的增高而线性增加的。在’钡4量过程中得到罐车容量75％时，液位值 hl=l166mm；罐车容量 100％时，液位值 h2=1584mm。这样可计算出液位值每增加 lmm，罐车容量增加 8．852L。则l(83)： ：8．852L4 合成标准不确定度4．1 灵敏系数数学模型： ： + + 1+ 2+ 3灵敏系数：c(Vb0)_ =c( =lc
( 1)= a vd
： 1舭 )= =1c
( 3)= 3 ve
= 14．2 各不确定度分量汇总及计算表输入量 ， ， l， 2，和 3的标准不确定度汇总表如表 3所示：表 34．3 合成标准不确定度计算以上各项标准不确定度分量独立不相关，所以合成标准不确定度为( )=c ( 0) ( 0)+c ( )1, ( )+c( 1)u2( 1)+C ( 2) ( 2)+c ( 3)n (33)(下转第86页)《计量与测试技术》2013年第40卷第1o期(1)建立《专业技术人员档案》，内容包括个人简历；人员培训记录及成绩 ；检定员证书及任职资格证书复印件等；(2)建立《计量标准技术档案》，根据 JF1033—2001要求对本机构所建标准建立技术档案；(3)建立《设备档案》，对机构使用的检测设备建立档案确保每台设备处于有效的维护及正常的工作状态；(4)建立《供应方，服务方评价档案》，对影响检定工作的物资进行评价，以确保检定工作的正常开展。

3．3 检定工作质量的控制为保证检定工作的有序开展应建立三个标识管理系统与开展两项工作：(1)建立《顾客物品标识管理系统》，表明已检，未检状态及送检样品在机构运转的全过程中，其识别应保持不变；(2)建立《检定设备仪器标志管理系统》，所有设备应用“三色标识”即合格证(绿色)，准用证(黄色)，停用证(红色)已表明处于受控状态；(3)建立《文件设别管理系统》对质量体系文件和外来文件都应进行标识管理，并加盖“受控”印章，确保所用文件为最新版本；(4)做好《量值溯源》及《期间核查》工作应严格按照《程序文件》要求，做好这两项工作，为检定工作高质量开展提供技术保障。

3．4 内部审核与管理评审的实施内部审核通俗地讲就是由我们自己检查我们的工作是否符合要求。内部审核一般安排在年中进行，已利于及时发现问题并解决。内部审核由质量负责人及内审员具体执行，在内审中一定要注意客户意见的收集与反馈，这样才能直观地反映我们存在的问题并加以改进。内部审核应形成《内审报告》；管理评审一般在年底进行，由最高管理者招集各部门负责人参与。其 目的是为了总结一年的工作，对机构的管理体系的适宜性，充分性，有效性作出评价，以符合质量方针和质量 目标的要求。不断改进完善管理体系，确保质量方针，目标的实现和满足客户的需求。管理评审应形成《管理评审报告》。

3．5 保存好两个记录(1)保存好“各种质量记录”包括：管理评审记录，内部审核记录，纠正，预防和改进措施，人员培训考核记录，服务和供应品采购记录，合同评审记录等；(2)保存“各种技术记录”包括：检定原始记录，证书报告及副本，实验室环境监控记录，设备期间核查记录，实验室间比对和能力验正记录等。

各种质量、技术记录应有一定的保存期限。在《程序文件》《记录控制程序》中有详细的规定 。

记录的保存就是我们工作的证明。规范要求我们说到做到，并且做到并记录，这一点很重要。

做好以上五个方面的工作，对机构质量管理体系的运行很重要，但更关键的是不断提高人员的素质。尤其是质量负责人，技术负责人，质量监督员及内审员这几个关键岗位人员的素质。只有最高管理者及关键岗位人员都能理解并认真执行 1069规范的要求，才能带动、督促其他工作人员认真执行规范要求的各种工作程序，久而久之形成一种良好的工作惯例。这样才能将规范的要求真正融合于日常的工作中，为提高县级法定计量检定机构的管理水平和业务素质打下良好的基础。

作者简介：杜杰，男，工程师。工作单位：陕西省绥德县质量监督检测检验所。通讯地址：718000陕西省绥德县质量技术监督局(滨河路 6号)。

收稿日期：2013—02—28(上接第 84页)／．Z (vd)={3．1947 +1．06492+0．78742+O．73722+8．8522}1 L：9
．532L5 扩展不确定度取包含因子 =2，则扩展不确定度为：U=2×9．532L=19．06L用相对扩展不确定度表示为：= = _1．3×10_36 结论由JJF133—2005(汽车油罐车容量》检定规程知油罐车容量检定的相对扩展不确定度为 Ur=2．5 X 10-3(|j}=2)。本次测量得到的相对扩展不确定度为：u,ef：1．3×10～。1．3×10-3小于2．5×10～，由此可知使用该套标准装置可满足汽车油罐车检定工作的要求。

参考文献[1]JJF1059．1—2012，测量不确定度评定与表示[s]．北京：中国计量出版社，2012.

[2]JG259—2005，标准金属量器检定规程 [s]．北京：中国计量出版社．2005.

[3]JG133—2005，汽车油罐车容量检定规程 [s]．北京：中国计量出版社，2005.

[4]JF1094—2002，测量仪器特性评定 [S]．北京：中国计量出版社，2002.

作者简介：罗志东，男，高级工程师。工作单位：贵州省计量测试院。通讯地址：550003贵州省贵阳市头桥海马冲街 111号 。

张相山，贵州省计量测试院(贵阳550003)。

收稿15t期：2013—07—24