计量专业案例分析（综合）模拟试卷4
案例分析题
(1)某次电压量值比对，主导实验室收到批准比对立项的文件后，起草了比对实施方案，用输出1V的一台标准直流电压源作为传递标准，并规定测量结果及其不确定度数值的有效数字保留至1μV。主导实验室仅就比对方案中的比对日期安排向参比实验室征求意见后，就将比对方案随传递标准发放到参比实验室，并开始了比对工作。
(2)主导实验室汇总了各实验室提交的比对数据，见下表。
1.(1)(3)(4)中，主导实验室的做法是否正确?说明理由。
(1)的做法错误。主导实验室起草比对实施方案后，应召集参比实验室对实施方案进行讨论，确认参比实验室对实施方案正确理解并统一意见后执行比对方案。主导实验室还应对传递标准进行前期实验。
(2)的做法正确。比对数据尚未正式公布前，参比实验室可以对数据以正式书面方式进行更改，主导实验室采纳了修改数据，并在比对报告中进行了说明。
(3)的做法正确。在处理完全部数据，发出比对报告初稿后，不再允许参比实验室做数据修正，主导实验室不再更改比对结果。
解析：
2.假定参比实验室测量结果相互独立，计算参考值及其标准不确定度。
用格拉布斯准则判定7家实验室的测得值是否存在异常值。
7家实验室测得值的算术平均值：
[*]
7家实验室测得值的实验标准偏差：
[*]
实验室3的测得值与平均值之差的绝对值最大，0．999990为可疑值。
[*]≈2．222，G(0．05，7)=1．938
2．222＞1．938，所以实验室3的测得值是异常值，应剔除。
剩下6家实验室的测得值再用格拉布斯准则判定异常值：
6家实验室测得值的算术平均值：
[*]
6家实验室测得值的实验标准偏差：
[*]
实验室6的测得值与平均值之差的绝对值最大，1．000004为可疑值。
[*]≈1．7，G(0．05，6)=1．822
1．7＜1．822，所以实验室6的测得值不是异常值。
参考值：
yr=[*]=1．000001V
其标准不确定度：
ur=[*]=0．99μV
解析：
3.用归一化偏差En对实验室6的比对结果做出评价，写出详细的评价过程。
注：G(0．05，5)=1．672，G(0．05，6)=1．822，G(0．05，7)=1．938。
实验室6的归一化偏差：
[*]
因为En的绝对值小于1，所以实验室6的测量结果与参考值之差与不确定度之比在合理的预期范围之内，比对结果可接受。
解析：
(1)某校准实验室计划开展光栅式测微仪的校准工作。经检索，发现现行有效的国家计量检定规程中规定的检定项目包括：外观、各部分相互作用、抗干扰性、测力、测杆受径向力引起的示值变化、重复性、示值误差和漂移。其中示值误差的最大允许误差见下表。
(2)该实验室参照检定规程起草了校准规范，仅保留示值误差作为校准项目。计划开展校准的范围为0～100mm，采用3等量块作为标准器，校准的环境温度条件规定为20℃±2℃，量块和被校仪器的温度随环境温度变化。量块温度测量的不确定度为U(T)=0．5℃，k=2。光栅式测微仪的分辨力为0．1μm。
已知：
光栅式测微仪的热膨胀系数为0；
量块的热膨胀系数α=(11．5±1)×10－6℃－1；
3等量块的不确定度U=0．1μm+1×10－6L，k=2。
仪器校准时，热膨胀补偿量
ΔLα=αLΔT
式中：α——量块的热膨胀系数，℃－1；
L——量块长度；
ΔT——量块温度对20℃的偏离值，是一个服从反正弦分布的随机变量，℃。
该实验室评定温度引入计量标准的不确定度分量见下表。
4.国家计量检定规程中规定检定测杆受径向力引起的示值变化、重复性和漂移项目有什么作用?
检定测杆受径向力引起的示值变化，是为了确定对示值结果的影响量；检定重复性是为了减小随机误差，对漂移项目的检定是为了确定测量仪器计量特性的变化引起的示值在一般时间内的连续或增量变化。
解析：
5.哪些检定项目可以转化为校准项目?请说明理由。
可以由检定转化为校准的项目有：测力、示值变化、重复性、示值误差和漂移。校准是在规定的条件下的一组操作，是确定由测量标准提供的量值与相应示值之间的关系，需要确定哪些计量特性为校准项目，与预期使用有关，以对测量设备的性能进行全面评价。上述项目均可以通过数值来表征示值与计量标准之间的关系，因此可以转化为校准项目。
解析：
6.进行L=100mm的示值误差校准时，利用(2)中的表评估量块温度引入的标准不确定度。(utc=
[*]
量块温度测量引入的标准不确定度ut1：
[*]
ut1=aLu1=11．5×10－6℃－1×100mm×0．25℃≈0．29μm
量块温度变化引入的标准不确定度ut2：
[*]
ut2=u(a)Lu2=0．58×10－6×100mm×1．41℃≈0．082μm
量块温度引入的标准不确定度：
[*]
解析：
7.标称值为100mm的3等量块引入的标准不确定度分量ug是多少?
3等量块的扩展不确定度为U=0．1μm+1×10－6，k=2，所以标称值为100mm的3等量块引入的标准不确定度：
[*]
解析：
8.如果仅考虑量块温度和量块参考值的不确定度，计算L=100mm时计量标准的不确定度Us(k=2)。
L=100mm时计量标准的合成标准不确定度：
[*]
L=100mm时计量标准的扩展不确定度：
Us=kucs=2×0．32μm≈0．6μm
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