检测装置拓展不确定计算例题

『壹』 b类不确定度计算公式

B类不确定度计算公式是：

(1)检测装置拓展不确定计算例题扩展阅读

B类不确定度的相关明细

在评定不确定度时不一定非要有A类评定，可以只有B类评定分量。有时有好几个分量都可以用A类评定，但可能至少会有一个B类评定的分量。

例如在检测工作中，通过仪器校准得到的示值误差的不确定度分量是必须考虑的B类评定分量。无论A类评定还是B类评定，都要注意既不遗漏(分量)、也不重复。

『贰』 考核组对一计量检定机构的检定装置进行不确定度检测所带盲样的量值为5.04不确

咨询记录 · 回答于2021-08-05

『叁』 现代测试技术 计算题

1、某个信号的付氏展开式为x(t)=20-10cos(wt)-4cos(3wt-@/2),画出其频谱图。
2、时间常数为0.001秒的一阶装置对正弦信号进行测量，要求振幅误差在5/100以内，求该装置能够测量的正弦信号的最高频率。
3、用具有一阶特性的仪表测量阶跃输入信号，已知τ=0.2秒，阶跃幅度为229（伏），求：当信号输入为0.2秒，0.4少，0.8秒的时刻，该仪表的读数。
4、计算正弦信号x(t)=3sinwt的绝对均值和均方根值。
5、一阶系统测量100赫兹的正弦信号，要求振幅误差在5/100以内，求该系统的时间常数的取值范围。
6、画出幅值为A，周期为T的方波的频谱图。
7、将信号coswt输入时间常数的τ的一阶装置后，求输出的表达式。
8、一潜水员携带一种时间常数为4秒的一阶深度计潜水，以5米/秒的速度下潜，假设水深每增加1米潜水员承受的水压增加20公斤，问：当深度计显示10米时，潜水员实际承受的水压为多大。
9、已知一个周期信号的傅立叶级数展开式为：
x(t)=10=5coswt-10cos(3wt+/2),画出该信号的幅频图和相频图。
10、x(t)=10+sin5t信号，输入时间常数为τ=0.1秒的一阶装置，求稳态输入和稳态输出的均值。
11、一压电式传感器的灵敏度为5PC/PA，与电荷放大器连接，后再接到灵敏度为30MM/V的光线示波器上，该系统的总的灵敏度为0.5MM/PA。求：1.电荷放大器的灵敏度应调节为多少？2.当该系统测量40PA的压力变化时，计算光线示波器的光点位移。3.画出该 测量系统的框图。
12、说明极距变化型电容传感器采用比例运算放大电路得到输出电压ey与位移量成线性关系原理。画图表示，文字论述。
13、差动型变磁阻式电感传感器在使用时，常把两个线圈接在一个电桥中，这样有什么好处，画出电感电桥的接线图。此时输出电压不能反映被测量的量的方向，这时再加入什么环节就可以测量方向。
14、用同规格的金属丝式应变片组成全电桥电路，应变片的灵敏度为4，各片的电阻变化量的绝对值相同，供桥电压为5V，当输出为6毫伏时，求各个应变片的电阻变化量的绝对值。
15、求一阶、二阶系统对阶跃输入的响应（求系统的传递函序）。（参考P50）。
16、用全桥测量电路测量悬臂梁某一截面的表面应变（外力施加于悬臂梁的末端），给出应变片布局的示意图，画出测量电路图。
17、正弦函数信号x(t)=x0(sin(wt+φ)的均值、均方值、和概率密度函数。
18、用一个时间常数为0.35 秒的一阶装置去测量周期分别为1秒，2秒和5秒的正弦信号，问幅值误差分别为多少？
19、说明威武阶装置的阻尼比常取在0.6--0.7的原因。
20、已知二阶的力传感器，固有频率为800HZ，阻尼比为0.14，用此传感器来测量400HZ的正弦变化力时，求：(1):A（ω）和Φ（ω）;(2):若该装置的阻尼比为0.7，求此时的A（ω）和Φ（ω）。
22、利用互相头性质设计一个测量装置，用来测量高压石油管道或高压天燃气管道的损坏和泄漏位置。

23.已知某测试系统传递函数 ，当输入信号分别为 时，试分别求系统稳态输出，并比较它们幅值变化和相位变化。

24、用时间常数为0.5的一阶装置进行测量，若被测参数按正弦规律变化，若要求装置指示值的幅值误差小于2%，问被测参数变化的最高频率是多少？如果被测参数的周期是2s和5s，问幅值误差是多少？

25 用一阶测量仪器测量100Hz的正弦信号，如果要求振幅的测量误差小于5%，问仪器的时间常数T的取值范围。若用该仪器测50Hz的正弦信号，相应的振幅误差和相位滞后是多少？

26 试说明理想的不失真测试系统的要求是:
27 有一金属电阻应变片，其灵敏度S=2.5，R =120Ω，设工作时其应变为1200μ ，问ΔR是多少？若将此应变片与2V直流电源组成回路，试求无应变时和有应变时回路的电流各是多少？

28 应变片称重传感器，其弹性体为圆柱体，直径D=10cm，材料弹性模量E=205×109N/m2，用它称50吨重物体，若用电阻丝式应变片，应变片的灵敏度系数S=2，R=120Ω，问电阻变化多少？

29 已知两极板电容传感器，其极板面积为A，两极板间介质为空气，极板间距1mm，当极距减少0.1mm时，其电容变化量和传感器的灵敏度？若参数不变，将其改为差动结构，当极距变化0.1mm时，求其电容变化量和传感器的灵敏度？并说明差动传感器为什么能提高灵敏度和减少线性误差。

30 有一电容测微仪，其传感器的圆形板极半径r=5mm，开始初始间隙 =0.3mm，问（1）工作时，如果传感器与工件的间隙缩小1μm，电容变化量是多少？

（2）若测量电路灵敏度S1=100mv/PF，读数仪表的灵敏度S2=5格/mv，上述情况下，仪表的指示值变化多少格？

31 变磁阻式传感器，铁芯导磁截面积A=1.5cm2，长度 =20cm，铁芯相对磁导率μ=5000，线圈匝数W=3000，若原始气隙 0=0.5cm，若Δ =±0.1mm：

（1）求其灵敏度ΔL/Δ =？

（2）采用差动方式，其灵敏度ΔL/Δ =？

32 已知调幅波 其中 试求：

(1) 所包含的各分量的频率及幅值。

(2)绘出调制信号与调幅波的频谱。

33 已知RC低通滤波器(图2-12)， =1kΩ, =1μF,试：

(1) 确定该滤波器的 、 、 、 。

(2) 输入信号 ,求输出信号 ，并比较其与输入信号的幅值及相位关系。

33 已知低通滤波器的频率特性为 ，式中 = 0.05s,当输入信号

时，求其输出 ,并比较 与 的幅值与相位有何区别。

34 有一应变式测力传感器，弹性元件为实心圆柱，直径D=40mm。在圆柱轴向和周向各贴两片应变片（灵敏度系数s=2.），组成差动全桥电路，供桥电压为10v。设材料弹性模量E=2.1 1011pa，泊松比υ=0.3。试求测力传感器的灵敏度（该灵敏度用μv/kN表示）。

35 一个二阶测试系统，受激励力Fosinωt作用，共振时测得振幅为20mm，在0.8倍的共振频率时测得振幅为12mm ，求系统的阻尼系数ξ（提示，假定在0.8倍的共振频率时，阻尼项可忽略）。

36.用镍铬——镍硅热电偶测量物体温度，该物体在不同时刻温度分别为15℃，0℃，-15℃，测量仪表所处量温为15℃，热电偶直接与仪表相连。问在上述时刻仪表测得的热电势分别是多少？

『肆』 金属比热容的测定怎么求不确定度

1.风会使物体的热损失率增大2.实验步骤冷却法测定金属的比热容(1)称量样品质量用物理天平称量标准样品和待测样品的质量.(2)测量标准样品的冷却曲线图6加热引线温度传感器引线温度传感器引线加热圆盘C待测材料B散热铝盘A按图6所示安装实验装置，用加热盘对标准样品加热，同时监视加热温度，达65.0℃停止加热.并将加热盘移开，使样品自然冷却，同时开始记录温度T1和对应时间t1.初始时由于样品温度与室温差别较大，降温较快，所以记录点要略密些.随着样品降温，温差变小，变化缓慢，记录时间间隔可加大.当温度约为40℃时，停止测量.(3)测量待测样品的冷却曲线实验步骤同上.注意实验条件要与前者相同.本实验只要求测量一组数据.计算待测样品的比热容C值，若误差太大，要分析原因并重新测量.注意事项如下：（1）样品自然冷却时，应悬置于无风、无热源、气温稳定的环境中，开始记录数据时动作要敏捷、记录T、t要准确.（2）小心加热盘温度过高烫手.3.物体初始温度记录时间不完全一致

『伍』 如何填写计量标准的不确定度评定和不确定度验证

测量结果的不确定度分析某一计量器具示值误差的测量结果不确定度分析要结合所使用的计量标准装置的型式、所采用的方法等进行，结果一般用包含k=2的相对值的扩展不确定度Urel表示。一般情况下，某一计量器具的测量结果的不确定度，对于检定，应小于计量器具误差限的1／3；对于定型检定，应小于计量器具误差限的l／5。计量标准的测量不确定度验证 该栏是指对所给的不确定度合理性的检验。JJGl033—2001中规定了三种验证方法，即传递验证法、两台(套)比较法和多台(套)比较法。对某一计量器具检定装置这一计量标准来说常用的为后两种方法，用不同实验室之间的两台(套)或多台(套)装置对同一稳定的被测量对象(选择可靠性较好的水表)的检验结果进行比较。 例如两台比较法中，一台为受考核的水表检定装置计量标准，另一台选择已通过考核的水表检定装置计量标准或试验条件较好的水表检定装置，其扩展不确定度分别为U1和U2。用两台装置对同一块水表进行其示值误差的测量，可分别得

『陆』 求计算测量审核一氧化氮检测出具扩展不确定度

1.3 测量标准：国家一级标准气体，相对标准不确定度为1%，包含因子为2。
1.4 被测对象：测量范围（0～100）%mol/mol，示值误差±1.O%F.S
2 数学模型
通入一定浓度的标准气体，平衡后读取被检仪器的示值，重复测量3次，其读数的算术平均值与标准气体实际值的差与量程之比，即为被检仪器的示值误差。
则可认为数学模型是：
式中：—被检仪器的示值误差；
—被检仪器的示值；
—标准气体的浓度；
—其他影响因素分量。
R—被检仪器的量程
3 根据数学模型求方差
鉴于各输入量相互独立，
方差关系为：

鉴于各灵敏系数的模均为1，
则有：
4 计算各标准不确定度分量
4.1 A类标准不确定度分量
输入量的不确定度是由被测量仪器在相同条件下，重复多次测量的重复性决定的，采用A类进行评定。
对一台量程为30μmol/mol一氧化碳红外气体分析器，选择11.2μmol/mol标准浓度的一氧化碳气体，在相同条件下重复测定10次，即n=10, 得测量值如下：
11.0 10.9 10.9 10.8 10.9 10.9 10.9 11.0 11.0 10.9
其算术平均值为 10.92
按照贝塞尔公式，单次测量标准偏差为
0.099
在平时的实际测量中，在重复条件下连续测量三次，以其算术平均值作为测量结果，则其标准不确定度为
0.057μmol/mol
4.2 标准器引入的标准不确定度分量
标准浓度11.2μmol/mol的一氧化碳标准气体由国家标准物质研究中心提供，为国家一级标准物质，其相对扩展不确定度为1%，k=2，采用B类进行评定，
0.056μmol/mol
4.3 其他影响因素引入的标准不确定度分量
4.3.1 环境温度的不确定度分量
在检定温度为(15～35)℃±2℃时，实验得出对仪器示值引入的极限误差

『柒』 间接测量量不确定度计算公式例题

1、分别求偏v/偏a、偏v/偏d、偏v/偏h,得到：
偏v/偏a=1/2πah
偏v/偏d=-1/2πdh
偏v/偏h=1/4π（a²-d²）
dv=1/2πahda-1/2πdhdd+1/4π（a²-d²）dh
2、怎么分子和分母都有d,是不是公式写错了?
3、分别求偏d/偏λ、偏d/偏θ
偏d/偏λ=1/sinθ
偏d/偏θ=-λcscθcotθ
dd=1/sinθdλ-λcscθcotθdθ

『捌』 用补偿法消除伏安法测电阻的系统误差里的相对不确定度怎么计算

摘要:实验中的系统误差，主要有两个来源:一是由于测量仪器本身有某种倾向的偏差;另一方面是由于测量原理的近似性或测量方法与理论要求的不一致。任何一种系统误差产生的原因，并设法加以较正，就能减小系统误差的影响，但完全发现和减少实际存在的系统误差是比较困难的工作。在实际工作中，需要对整个实验所依据的原理、方法、测量步骤、使用的仪器、仪表等可能引起系统误差的因素进行详尽，并通过标准仪器，改进实验装置和实验方法，或对测量结果进行理论上的修正来尽可能地减少系统误差。
关键词:物理实验 系统误差 误差 测量原理 修正方法 探测法
在物理实验课中，用“伏安法”测未知电阻是电学里的一个最基本的实验，其实验的目的是，掌握用伏安法测量电阻及其误差法的基本方法。
关于实验中的系统误差及偶然误差的初步知识，在实验教材中已提出并在某些实验中有所，在某些实验中还要求做些修正。系统误差，主要有两个来源:一是由于测量仪器本身有某种倾向的偏差，例如砝码本身质量不准;天平不等臂;电流表或电压表不准;温度计指示值偏大或偏小等等。另一方面是由于测量原理的近似性或测量方法与理论要求的不一致。例如，实验原理中忽略了某些次要因素，也会使经过计算所得的结果偏离实际。如在牛顿第二定律的实验中，牵引小车的砝码只按重量而不按质量计算;测量重力时不考虑空气的浮力;测量热量时没有考虑与环境的热交换;测量电路中的电流或电压时没有考虑电流表的降压作用和电压表的分流等等。有时观测者的操作也会引入倾向性的误差，如有人读数总是习惯性的偏高或偏低;用停表测时间时，有的人总是习惯性的超前或习惯性的落后按表等等。
实践和理论都证明，偶然误差在多次测量中偏大及偏小的机会是均等的，因而多次测量结果的平均值就接近于真实值，求平均值及作图线的方法，都是为了对偶然误差进行修正。但是系统误差在一定原理、一定仪器、一定的观察者，偏大或偏小却与测量次数无关，不能采用平均值的方法修正。因此，任何一种系统误差产生的原因，并设法加以较正，就能减小系统误差的影响，但完全发现和减少实际存在的系统误差是比较困难的工作。在实际工作中，需要对整个实验所依据的原理、方法、测量步骤、使用的仪器、仪表等可能引起系统误差的因素进行详尽，并通过标准仪器，改进实验装置和实验方法，或对测量结果进行理论上的修正来尽可能地减少系统误差。
(一)用电流表内接法测量未知电阻阻值时，由电流表所引起的系统误差及其修正方法:
1、如图所示电路，在电流表内接法中，由于电压表的电压值U包括了电流表两端的电压。因此，测量值要大于被测电阻的实际值，设电流表的内阻为RA，待测电阻为RX，则:
R=U/I=RA+RX 或:RX=R﹣RA……………①
2、根据误差理论，测量的相
对误差为:
△=(R﹣RX)/RX × %

=(RA+RX﹣RX)/RX ×%

=RA/ RX ×%………②

∴RX=RA/△………………③

①、②两式可知:用电流表内接法测量未知电阻，会出现正误差，即测量值R大于真实值RX。
①式的用途:若由以上实验测出R，只要减去RA，即得到RX，可以很方便地对系统误差进行修正。因此，应当把电流表的内阻值标在表盘上，或测出后写到胶布上，贴到表上。
②式的用途:当需要估计测量的系统误差时，在实际测量前可据此式计算出来，据此式，当RA＜＜RX时，△→0，误差可以忽略。所以电流表内接法适于测阻值较大的电阻。
③式的用途:当我们限定系统误差△不得超过多少时，就可以用③式，计算适合此法测试的电阻范围。
值得我们关注的是，在实际工作中，通常要综合考虑各个方面。例如测量电阻值，从减小误差角度希望RA越小越好。但是，这样电流表的灵敏度就相对较小，为了减小偶然误差，要求指针转动到满刻度的2/3以上为好，不过这时很可能实际通过的电流已超过了待测电阻允许通过的电流值。因此一般而言，高阻值的电阻的功率与低阻值的电阻功率相同时，耐过载的能力是更差的，强电流测量时因过载而容易烧坏，在实际测量中应该注意到这一事项。
(二)用电流表外接法测量未知电阻时，由电压表引起的系统误差及其修正方法。
1、如图所示电路，在电流表外接中，由于电流表测出的电流包括了流过的电压表的电流。因此，测量值要小于被测电阻的实际值，设电压表内阻为R，通过的电流为I，则:
RX=U/(I﹣I)=U/(I﹣U/R)………………④

2、根据误差理论，相对误差为:
△= ×%= ×%

=- ×%= ×%……⑤

∴RX= = ………………⑥

④、⑤两式可知:用电流表内接法测量未知电阻，会出现负误差，即测量值R小于真实值RX。
④式的用途:若由以上实验测出R，只要代人R，即得到RX，可以很方便地对系统误差进行修正。因此，应当把电压表的内阻值标在表盘上，或测出后写到胶布上，贴到表上。
⑤式的用途:当需要估计测量的系统误差时，在实测前可据此式计算出来，据此式，当RX＜＜R时，△→0，误差可以忽略。所以电流表内接法适于测阻值较小的电阻。
⑥式的用途:当我们限定系统误差△不得超过多少时，就可以用⑥式计算适合此法测试的电阻范围。
但是，在实际测量的过程中，不一定都能事先知道待测电阻的大概阻值，也不一定很清楚RA和R的大小。为了快速、准确地确定一种较好的接法，这种方法便就是探测法。
其步骤如下:
①将待测电阻R与电流表、电压表如图所示接好,并将电压 表的一根接线K空出;
②将K先后触碰电流表的两个接线a、b;
③比较两次触碰中两个电表的示数变化情况:若电压表读数变化显著，说明电流表分压作用明显，应使用外接法，K接a;若电流表示数变化显著，说明电压表的分流作用明显，应使用内接法，K接b。

总之，用“伏安法”测量未知电阻，应当结合电表的参数及待测电阻的大小选择恰当的电路接法，以便减少系统误差，或对系统误差进行修正，以便我们能真正的达到实验目的。

[参考文献]
1、《大学物理实验》 武汉理工大学出版社
2、《物理实验参考书》 教育社出
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