轨距尺检定装置量值比对及测量不确定度评定要点.docx
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轨距尺检定装置量值比对及测量不确定度评定要点
轨距尺检定装置量值比对
及测量不确定度评定
一引言
计量比对是在规定条件下，在相同量的计量基准、计量标准所复现或保持的量值之间进行比较、分析和评价的过程。
通过比对，可以综合考察实验室的检测能力，比较准确地了解实验室的环境条件及仪器设备准确度，客观地反映实验室的能力与水平，考察检定人员的技术水平并可识别实验室中的问题及技术能力方面上的不足，并制定相应的补救措施，这些措施可能涉及诸如个别人员的行为或仪器的校准，或者检测方法等，从而保证所传量值的准确、一致、可靠。
2011年8月，×××（单位名称略）组织了本局轨距尺检定装置量值比对工作。
由×××（单位名称略）作为主导实验室，其主要任务为：
a）制定并提出比对方案；
b）提供传递标准；
c）提出比对测量参考装置；
d）负责比对样品数据的准确和稳定可靠；
e）负责整理比对实验结果，提供分析和比对结论，完成比对报告；
f）遵守并执行保密规定；
g）负责解答与比对有关的技术问题。
参加此次轨距尺检定装置量值比对的参比实验室分别是×××工务段计量室、×××工务段计量室、×××工务段计量室、×××工务段计量室、×××工务段计量室、×××工务段计量室、×××工务段计量室、×××工务段计量室、×××工务机械段计量室、×××工务段计量室等10家单位。
参比实验室比对使用的计量标准器是轨距尺检定装置，分别为石家庄铁路司机学校生产的Ⅰ、Ⅱ级轨距尺检定器和苏家屯轨距尺厂生产的Ⅱ级轨距尺检定器。
本次由主导实验室提供的传递标准是石家庄铁路司机学校生产的2根名义尺寸均为1435mm的量规，编号为001的量规作为正式传递标准，编号为002的量规作为备用传递标准，2根传递标准的参考值在比对试验开始前和结束后均测量一次量值。
各参比实验室依据JJG219-2008《标准铁路轨距尺》检定规程分别对编号为001的传递标准进行比对检测，给出测量结果和测量不确定度评定报告，×××（单位名称略）作为主导实验室对各参比实验室提供的检测数据进行了认真统计，合理周密地分析研究，形成比对结果报告。
二比对路线和时间安排
1比对路线
此次量值比对工作采取环形比对方式，首先由×××（主导实验室）对2根传递标准进行测量，然后将传递标准依次送到上述10个参比实验室单位进行测量，最后将传递标准返还到主导实验室进行复校，以验证传递标准量值变化是否正常。
若两次测量结果均在测量不确定度范围内，则本次所有比对数据有效，从而保证了传递标准在传递过程中没有损坏，保证了比对工作客观、公正、准确，科学。
2比对时间安排
参比实验室要在规定时间内完成传递标准交接，测量、数据处理，送还传递标准并上交比对试验记录、比对结果报告、测量不确定度等。
比对时间安排见表1。
表1时间表
参比实验室单位
计划测量时间
实际测量时间
收到结果时间
×××工务段
2011年8月9日
2011年8月9日
2011年8月15日
×××工务段
2011年8月12日
2011年8月9日
2011年8月15日
×××工务段
2011年8月16日
2011年8月9日
2011年8月19日
×××工务段
2011年8月18日
2011年8月9日
2011年8月22日
×××工务段
2011年8月19日
2011年8月9日
2011年8月22日
×××工务段
2011年8月9日
2011年8月23日
2011年8月26日
×××工务段
2011年8月9日
2011年8月24日
2011年8月29日
×××工务段
2011年8月9日
2011年8月29日
2011年9月2日
×××工务机械段
2011年8月9日
2011年8月30日
2011年9月5日
×××工务段
2011年8月9日
2011年8月30日
2011年9月5日
三比对进程
2011年由×××（单位名称略）下达比对计划，2011年6月主导实验室完成了比对实施细则的编写以及传递标准的准备工作；2011年6月召开了比对准备工作研讨会，讨论确定了比对实施细则；2011年8月－9月完成了10个参比实验室的比对试验；各参比实验室从2011年9月5日前提交了比对报告；主导实验室于2011年9月6日开始整理比对数据，对试验数据进行了分析处理，于2011年9月底完成了比对数据汇总分析及比对总结报告。
四轨距尺检定装置量值比对方法及比对过程
轨距尺检定装置量值比对的检测方法采用比较测量法，检测依据JJG219-2008《标准铁路轨距尺》检定规程。
轨距尺检定装置量值比对的主要内容：
根据检定规程对传递标准进行检测，传递标准由比对工作组携带到各参比单位进行现场比对检测，到达每个单位实验室后，在现场检测前比对工作组对2件传递标准的包装盒进行启封，该参比实验室项目负责人要立即核查是否有任何损坏，也要做好记录，填好验收单后交比对工作组，并在封样状态下对传递标准进行2小时恒温处理，恒温后由比对工作组成员与参比单位操作人员共同检查编号001的传递标准状态并做好交接记录。
如发现该传递标准出现异常，应立即启用另一传递标准进行比对检测。
如果由于参比单位造成传递标准出现异常，则视为参比单位失格，取消继续比对资格，在下一参比单位启用备用传递标准进行检测。
比对检测规定的时间为30分钟（包括数据处理）。
参加比对检测的检定人员至少二人，且已取得计量检定人员证。
传递标准每次测量时都必须重新调整轨距尺检定装置，且要连续重复测量10次，并做好原始记录，签好字，完成比对试验后，由考核组当场封样，带走传递标准和原始记录。
五比对结果
1比对数据汇总
主导实验室和各参比实验室比对数据的基本情况见表2.
表2比对数据
序号
单位
参考值X
测量结果x
参比实验室
测量不确定度
主导实验室
测量不确定度
值
1
××工务段
1435-0.05mm
1435-0.031mm
0.019mm
0.026mm
0.044mm
0.37
2
××工务机械段
1435-0.05mm
1434.9715mm
0.0215mm
0.026mm
0.044mm
0.42
3
××工务段
1435-0.05mm
1435-0.0234mm
0.0266mm
0.06mm
0.044mm
0.36
4
××工务段
1435-0.05mm
1435-0.051mm
-0.001mm
0.022mm
0.044mm
0.02
5
××工务段
1435-0.05mm
1435.0013mm
0.0513mm
0.022mm
0.044mm
1.04
6
××工务段
1435-0.05mm
1435-0.048mm
0.002mm
6.74％
0.044mm
7
××工务段
1435-0.05mm
1434.85mm
-0.1mm
0.084mm
0.044mm
1.05
8
××工务段
1435-0.05mm
1435.0086mm
0.0586
0.088mm
0.044mm
0.60
9
××工务段
1435-0.05mm
1435-0.031mm
0.019mm
0.026mm
0.044mm
0.37
10
××工务机械段
1435-0.05mm
1434.9715mm
0.0215mm
0.026mm
0.044mm
0.42
2参比实验室比对结果的一致性
参加实验室比对结果的一致性是指各参比实验室比对结果与参考值的一致程度，用En值表示。
式中，—比对结果的评价值，即归一化偏差；
－参比实验室的测量结果；
X－主导实验室的测量结果；
－参比实验室测量结果的不确定度；
－主导实验室测量结果的不确定度。
其中和的扩展因子均取k=2
数的判别准则是：
当：
≤1—满意；
＞1—不满意。
En值见表2。
从表中可以看出除少数个别单位之外，大多数参比实验室的测量结果与主导实验室的参考值之差在合理的预期之内，比对的一致性可以接受。
六轨距尺检定装置量值比对测量结果及不确定度评定
1主导实验室使用测长机测量传递标准测量结果
使用测长机测量传递标准（量规）尺寸结果：
传递标准（量规），编号001，规格：
1435mm，测量结果：
1434.950mm。
测量方法：
移动头座、尾座分别对在毫米、分米金属标尺零位上，利用调整螺钉找转折点调正两测帽并置零位，将五等和四等量块组成尺寸1435mm，用量块支架将其固定在支撑板上，调整测长机工作台对好仪器，然后将量块卸下，将传递标准安装在测长机上，使两支承点位于距两端为0.2203L（白塞尔点）处，即：
0.2203×1435=316mm
处，测量传递标准尺寸，测量结果报告如下：
比对主导实验室
×××（单位名称略）长度室
联系人
略
联系电话
略
E-mail
略
传递标准规格
（型号）
1435mm
编号
001
测量开始时间
16：
00
测量结束时间
17:
00
标准装置名称
2米测长机
标准装置
规格（型号）
JD21
准确度等级
标准装置
检定证书号
16386-11-0
有效期
2012.7.10
环境温度
20.5℃
相对湿度
65%
测量数据
测量次数
测量值y
备注
1
1434.951mm
2
1434.949mm
3
1434.950mm
4
1434.950mm
5
1434.948mm
6
1434.949mm
7
1434.952mm
8
1434.951mm
9
1434.950mm
10
1434.950mm
1434.950mm
0.0012mm
测量结果
测量点
测得值
不确定度
备注
1435mm
1434.950mm
0.044mm
实验人员:
×××核验人员:
×××
2使用测长机测量传递标准（量规：
编号001）测量结果的不确定度评定
2.1数学模型
式中：
传递标准的长度；
五等和四等组合量块的长度；
比对样品和五等和四等量块差值的算术平均值；
2.2计算分量标准不确定度
1测长机的示值误差引起的标准不确定度分量
1.1测长机的示值误差由分米刻度尺的误差、毫米刻度尺的误差和微米刻度尺的误差组成。
根据JJF1066—2000《测长机校准规范》，
=±（0.5+L／100）=±（0.5+1400／100）=±14.5μm;
=±（0.6+L／200）=±（0.5+35／100）=±0.85μm;
=±0.2μm;
以上三项误差为均匀分布且有较高的置信概率，估计其相对不确定度为10﹪，则
自由度（Δ1）=（Δ2）=（Δ3）=50
=Δ1/=14.5/=8.37μm;
=Δ2/=0.85/=0.49μm;
=Δ3/=0.2/=0.12μm;
1.2测量重复性估算的标准不确定度分量
实验标准偏差是以传递标准在测长机上受检10次求出，=0.0006mm，则=0.0006mm=0.6μm，自由度（L4）=9。
以上各项合并，得
=+++
=8.372+0.492+0.122+0.62
=70.67
则，=8.4μm
2量块的标准不确定度分量
1435mm尺寸是由五等量块500mm、400mm、30mm、5mm和四等400mm等组合而成。
4块五等量块的测量不确定度分别为U500=3μm、U400=2.5μm、U
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