光学经纬仪多目标法一测回水平方向标准偏差不确定度的评定

Evaluation Uncertainty of Measurement for Steel Tape

钱关旻、袁祥伟、冯素健、袁信

( 南通长征检测技术有限公司 南通  226009)

[ 摘 要] 该文运用测量不确定度评定与表示方法, 用多目标法对光学经纬仪一测回水平方向标准偏差的测量结果不确定度进行评定, 从评定结果分析,使用本机构计量校准装置校准电子经纬仪一测回竖直角测角标准偏差,符合平面角校准量值溯源的要求, 供本专业相关人员参考。

[ 关键词 ] 光学经纬仪 一测回 多目标法  不确定度

1.概述

1.1测量方法:依据JJG414-2011《光学经纬仪检定规程》

1.2测量环境条件:常温

1.3计量标准器具:SJC-1水准仪 经纬仪测试台

1.4测量对象:DJ₂和DJ₆光学经纬仪

1.5测量过程

光学经纬仪一测回水平方向标准偏差是通过被检光学经纬仪对SJC-1测试台4个水平方向无穷远目标进行全圆方向观测。根据仪器准确度等级。安排测回数n的个数。然后计算一测回水平方向标准偏差。

2.评定模型

2.2测量模型

在第i测回观测中,目标k相对于目标1的角度值。

           （1）

i=1,2……m             R=2,3……n

计算的残差

                          （2）

一测回水平方向标准偏差按下式求得：

                                          （3）

式中：m---测回数

   n---照准目标数

   v---剩余残差

2.3灵敏系数

  依据公式：

                     输入量不相关

化简成：                            （4）

方差和灵敏系数推导过程（略）

结果如下：

  对于DJ₂和DJ₆光学经纬仪    m=6        n=4

                                             (5)

3.不确定度的来源

标准不确定度分量u (φ₁)、u(φ₂)……（φ_n）是等精度测量其误差来源有下列几方面。

3.1校准用的标准器具(测量装置)受环境条件影响(如震动、温度变化等)引起的不确定度u₁(标准不确定度A类评定)

3.2由校准样品经纬仪测量方面

经纬仪制造装调不精确引起的不确定度u₂

读数重复性引起的不确定度u₃

望远镜照准目标引起的不确定度u₄

读数误差引起的不确定度u₅

以上不确定度均属A类评定

3.3校准装置(SJC-1测试台)稳定性引起的不确定度u_B

由使用说明书中获得(为B类评定)

4.标准不确定度分量的评定

4.1标准不确定度A类评定

将所有不确定度分量的A类评定,合并起来综合评定,通过20次观测实验求得。

将光学经纬仪置于SJC-1测试台上,用盘左位置分别观测水平方向光管2和3,并分别读数两次,取其平均值作为盘左读数。倒镜用盘右位置分别观测光管3和2,分别读数两次,取其平均值作为盘右读数。计算出角度Ф。如此重复20次观测,得到观测列,经过统计分析的方法,求得角度Ф的标准不确定度 u_(Ф)

计算得：（观测记录及计算略）

DI₂级：         

DJ₆级：         

4.2标准不确定度B类评定

根据JJG949-2000 《经纬仪检定装置检定规程》水平角检定装置稳定性,当μ>1"时其稳定性为0.4" 服从正态分布,半宽

引入不确定度

估计相对不确定度为10%

则

5.合成不确定度的确定

=

5.2 合成不确定度的计算

DJ₂    

DJ₆    

6.扩展不确定度计算

K取2

DJ₂：

DJ₆：

评定结果：

DJ₂：  k=2

DJ₆：  k=2