材料试验机检定规程误差公式补充讨论

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不同数量级的压力示值上的相对扩展不确定度也是不同的 在 Et常检测工作中，在计算送检真空计的相对扩展不确定度时就是对照标准器的证书中的不同相对扩展不确定度值来做的.但对于介于临界压力示值处的压力点 .采取的是取大不取斜原则选择相对扩展不确定度 .即尽量用较大的相对扩展不确定度值 。以更好地 、更真实地反映被校真空计的性能指标 比如 ，在同-个真空计的量程范围内有1.5%、2.0%、3.O%这3个不同的相对扩展不确定度。为了结果更准确 、更真实 ，通常选用3.0%这个最大值作为计算用数值 ，以免选择小了，如 1.5%，会出现算出的数值较小 .但实际真空计达不到那么精确的计数范围的情况由于不论是检测标准真空计还是工作用真空计。

都很难将压力示值点无限细分 .-般都是选择数量适中的不同分布点进行检测。就用表1举例，在整个检测过程中选择了9个不同压力示值点.其结果的相对扩TECHNoLOGY误差与不确定展不确定度为4.0%～8.0%∩以想象.在这个区间-定会有某点的压力示值相对扩展不确定度为5.5%或7.0%或7.3%等.而在最终给出结果时 .不会逐点给出相对扩展不确定度值.-般会选择较大的8.0%作为其对应点的相对扩展不确定度在证书中给出。这是因为许多送检单位的使用者并不懂这里的许多原理.如果给的值小了.使用者就会以为该真空计的示值相对不确定度不错.在某些需要较高控制准确度的情况下误以为该真空计仍可满足使用.因此给出其较大的相对扩展不确定度值基于上述分析 .笔者认为在处理真空计的相对扩展不确定度方面 .除了写明是哪-个压力示值点的相对扩展不确定度外 .还要选择相对扩展不确定度数值较大的那个压力示值点作为给出相对扩展不确定度值的压力示值点 .并注明该相对扩展不确定度是该真空计在其使用范围内的最大相对扩展不确定度”作者单位辽宁势量科学研究院固材料试验机检定规程误差公式补充讨论-、前言本文以JJG475-2008(电子式万能试验机》检定规程示值进 回程相对误差式(11)和式(12)为基础 ，连同JJG139-1999(拉力 、压力和万能试验机》检定规程 、JJG157-2008《非金属拉力 、压力和万能试验机》检定规程中同类公式-并作简单分析。

二 、公式1.以试验机示值为准.在测力仪上读数，相对误差为u[(F'-F)/F)xlO0% (1 1)式 中：F --标准测力仪回程指示的力的真值 ： 标准测力仪进程指示的力的真值 ： /7，次测口李宝全 鲁光军量中力的同-测量点力的真值瑚 算术平均值2.以测力仪示值为准 .在试验机上读数 .相对误差为 [(F ～ )/ 3xl00% (12)式 中：F 广被检试验机力指示装置的回程示值 ； 被检试验机力指示装置的进程示值；几次测量中力的同-测量点示值 的算术平均值。

可以看出，符号不带脚标i者为测力仪数据，带脚标 者为试验机读数3.类似规程中的同类公式表1列出了3个类似规程中同类公式采用的符号。

各符号在各 自公式中的位置同式(11)和式(12)。同类2013.9中国计量 85TECHNOLOGY差与不确定度表 1 3个规程中同类公式采用的符号JG475-2008 JJG139-l999 JGl57-2008公式 符号 公式 符号 公式 符号F F F(1) F (5) ， (9) F- - - - - - F F FI ， F F F(12) F (8) ， (6) F- - F， F F公式的编序以其在类似规程中的编序出现。

式(5)中：FF--标准测力仪进程示值减标准测力仪的回程示值 ： 进程检定时标准测力仪3次示值的算术平均值式(8)中：F - --试验力回程示值减试验力进程示值： 标准测力仪示值对应的试验力。

式(9)中：l ， J--标准测力仪进程指示的力值减标准测力仪回程指示的力值： 对应同-点力3次测量F的算术平均值式(6)中：F - --试验力回程示值减试验力进程示值： 标准测力仪进程指示的力值。

三、分析1.式 (11)和式(12)(1)两个公式都采用了回程减进程，但未强调结果正负号的区别.值得商榷假设 ：标准器无滞后，仅被测对象有滞后(其实标准器也有滞后.只是小于对象滞后而简化为无滞后)；被测对象为典型滞后对象之机械传动指针式结构(滞后因素简化为摩擦 )：上行滞后与下行滞后相等 (对称)；相对于标准器而言滞后的绝对值l。

①以标准器为准，读被测对象数据如表2所示 (检定点取值 ：100、200、300、400、500)。

表 2 以标准器为准所读取的结果标准器 1O0 200 3oo 4o0 5o0- f 行对象 99 199 299 399 499标准器 1O0 200 30o 4o- 下行对象 lO1 2O1 301 40186 中阂计晕2013 9②以被测对象为准，读标准器数据如表3所示。只有①回程减进程、②进程减回程，才能保证结果均为正值，否则应给式(11)加上负号或给予文字说明。

表 3 以被测对象为准所读取的结果对象 100 200 300 400 500-上行标准器 lOl 201 301 40l 50l对象 l00 200 300 4oo- 下行标准器 99 l99 299 399(2)式(11)中分子分母都是测力仪数据 ，式(12)中分子分母都是试验机数据.均为各 自数据表征的纯粹的进回程相对误差.值得另外两个规程推敲，(3)规程谈及进回程检定时要求在同-检定点先 以递增力再 以递减力来检定示值进 回程相对误差” 此语句容易产生围绕-个检定点加力测得F随即减力测得 后再升至下-个检定点直至重复测完各个检定点”的螺旋式操作理解f尽管实际检定中无人这样操作) 建议考虑稍作更改(4)JJG144-2007(标准测力仪》检定规程示值进回程差式(6)采用3次回程示值平均值减3次进程示值平均值再除以3次进程示值平均值 本处公式采用单次回程示值减单次进程示值再除以3次进程示值平均值，我们觉得若向式(6)适度靠拢 ，将二者融汇折中，利用进程3次得到 ( )后随机-次回程得 (.)按式(11 )和式(12 )来计算示值进回程相对误差，既对操作有所简化.又未降低计算的合理性 .故提请同行专家给予考虑u-[(F ～F)/F]×100% (1 1 )[( - ) ]×10O% (12 )2.式(5)和式(8)式(5)中的腚 义为标准测力仪进程示值”，特指按递增力检定标准测力仪时标准负荷下对应的测力仪示值”.隐含了-个欠直观难理解的修正过程。该定义的引入给规程公式的正确阅读 、理解、执行造成不便，显得并非必要(相信其下-个有效版本会放弃这种定义)。假设抛开这些复杂化的定义.以合理简化的目光看待式(5)与式(8)，也存在值得梳理的空间，具体如下：(1)式(5)和式(8)中共有符号鼢 别定义为标准测力仪进程示值”和 标准测力仪示值对应的试验力”.容易混淆且不利于理解执行。

(2)式(5)中分子采用进程减回程 ，式(8)分子采用回程减进程 .该交叉使结果均为正。

(3)式(5)中分子分母均为测力仪数据，是由测力仪数据表征的纯粹的进回程相对误差。式(8)分子取试验机数据而分母采用 了测力仪数据 .从而将试验机读数和测力仪读数之间存在的示值误差也叠加到进回程误差上。尽管此叠加导致数值上的差别很小 ，但是概念上的差别却很大(4)脚标 的使用也不规律。

3.式(9)和式(6)同样假设两个公式中的环 是复杂化的定义。

两个公式也是将进程和回程的相减关系作 了交叉♂果保持同号。

式(9)中分子分母均为测力仪数据。式(6)中分子取试验机数据而分母采用了测力仪数据.同样将试验机读数和测力仪读数之间存在的示值误差叠加到进回程误差上，也出现了概念偏差。

四、建议I.公 式的形式计量学最基本的公式应该就是误差公式 .即绝对误差 ：AX-Xs相对误差：8(A/Xs]xlO0%(( s) ]xlO0%TECHNOLOGY误差与不确定式中： --测量值： s--约定真值。

形式足够简单 .含义足够明晰 ，误差计算理应尽可能溯源于此对照本文讨论的6个公式 .与本处相对误差公式相差较大。如都能按三 、1处理而写成式 (11 )和式(12 )那样，这些公式将接近于相对误差公式。虽然不能在含义上苛求-致.但至少在形式上已经相同并使存在的问题得以纠正 .更加利于溯源。

2.符号的表述由前边的叙述 比较可见.公式中符号的定义和表述都存在较大差异 ，给阅读、理解 、执行都造成了-些困难和不便 经过分析和梳理.我们认为应当给予适当简化和适度统-式 (11)中符号的表述 出现了真值”-词 ，与式(5)对F的定义标准测力仪进程示值”-样 ，引出了对测力仪读数进行修正的理解空间.将对检定工作的-致性产生直接影响 基于我们使用开具合格证书的标准测力仪检定试验机 .完全可将测力仪读数视为约定真值.希望统-不再考虑修正(实际检定工作中早 已不加修正的绝非个别现象)避开修正的繁琐.直接以试验机示值”和测力仪示值”为基础，辅以进程”、回程”、平均值”等修饰，就可以使公式符号的定义和表述变得非常简单而明晰作者单位甘肃势量研究院田 ， ' ' ， ' ， ， ' ' l ' ' ' ， ， ， ， ， ' ' ' ， ， ' ' ' ， ' ' ， ' ' ' ' ， ' ' ' ' ' ' l ' ， ， ， ' ' l ， ' ， '(上接第63页)成员的国