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【案例3】如果加在一个随温度变化的电阻两端的电压为V,在温度t。时的电阻为R。,电阻的温度系数为a,在温度t时电阻损耗的功率P为被测量,被测量P与V,R。,a和t的函数关系为
P=V2/R0[1+a(t-t0)]
要求给出计算测量结果的合成标准不确定度的方法。
【案例分析】根据数学模型,输出量为P,除t。是常量外,输入量有R0,a和t四个。
(1)由于各输入量之间不相关,根据合成标准不确定度的传递公式,写出合成方差的数学式为

(2)求出式中的灵敏系数

(3)分析和评定各输入量的标准不确定度u(V)、u(R)、u(a)和u(t);
(4)将灵敏系数值和各输入量的标准不确定度代入合成方差的计算公式,经开方后得到合成标准不确定度uc(P)。
【案例4】被测量P是输入量电流I和温度t的函数。其数学模型为
P=C0I2(t-t0)
C0和t0是已知常数且不确定度可忽略。
用同一个标准电阻Rs确定电流和温度,电流是用一个数字电压表测量出标准电阻两端的电压来确定的,温度是用一个电阻电桥和标准电阻测量出温度传感器的电阻Rt(t)确定的,由电桥上读出Rt(t))/Rs=β(t)。所以输入量电流I和温度t分别由以下两式得到:
I=Vs/Rs, t=aβ2(t)R2s-t0;a为已知常数,其不确定度可忽略。
要求给出计算测量结果的合成标准不确定度的方法。
【案例分析】
(1)数学模型
P=C0I2(t-t0)
I=Vs/Rs
t=αβ2(t)R2s-t0
(2)输入量I的标准不确定度u (I)
I的数学模型
I=Vs/Rs= VsRs-1
根据I的数学模型得出I的标准不确定度u(I),由于输出量是两个输入量的乘积,可以直接写成相对标准不确定度的形式

(3)输入量t的标准不确定度u (t)
t的数学模型:t=αβ2(t)R2s-t0
求灵敏系数:

求t的标准不确定度u(t):

(4)求I与t的协方差
因为I与t都与Rs有关,所以I与t的两个标准不确定度分量是相关的,它们的协方差u(I,t)可根据下式求得

(5)测量结果P的合成标准不确定度
数学模型:P=C0I2(t-t0)
由于u(C0)≈0,u(t0)≈0,故

所以,测量结果P的合成标准不确定度

式中:
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