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手持式激光测距仪“加常数”测量结果的不确定度分析

发布时间:2009-11-03 作者:刘胜林 来源:本站整理 浏览:2552

北京市计量检测科学研究院 刘胜林


  一、测量方法(依据JJG966-2001《手持式激光测距仪》)

  手持式激光测距仪的主要检测项目是仪器的“加常数”。其测量及数据处理方法为:在固定基线场上安置测距仪和反射板,调整测距仪照准反射板使测量轴线与基线轴线平行,然后按由近及远的测量顺序移动反射板测量各组合段距离,通过直接比较法,将观测值与相应的组合边基线值比较,计算仪器的“加常数”。    

  二、数学模型

    
    Δi=D0i-Di
  式中:K——被检仪器的“加常数”;D0i——第i组合边基线值;Di——第i组合边观测值;Δi——第i组合边观测值的示值误差。    

  三、方差和传播系数

  由数学模型,考虑各观测值为等精度测量,而且彼此独立,得:
    
    

  四、标准不确定度各分量计算

  1.标准基线的不确定度分量u(D0)
  (1)基线标准值的不确定度u1(D0)
  由基线的丈量结果,得基线最长边63m距离的测量标准偏差为0.08mm,即:
    u1(D0)=0.08mm

  (2)基线间距离漂移引起的不确定度u2(D0)
  基线场由7个观测墩组成,受环境条件各种因素的影响,引起基线长度的变化。在检定周期中,其变化量在±2mm以内,由正态分布,得:
    
  由此得:
    u2(D0)=u12(D0)+u22(D0)
            =0.4553mm2
    u(D0)=0.67mm

  2.测距仪观测示值的不确定度分量u(D)
  (1)由测距仪和反射板的对中误差估算的分量u1(D)
  本测距基线场采用的是强制对中法,依据相关资料,测距仪和反射板的对中误差分别为±0.2mm,三角分布。由于共影响2次,得:
    

  (2)由测距仪连接器和反射板的位置正确性误差估算的分量u2(D)
  本测距仪连接器采用后端定位测距原理,其定位准确度为0.2mm。反射板经调试,其倾斜偏差在0.2mm以内,三角分布。故
    

  (3)测距仪分辨力误差估算的分量u3(D)
  测距仪的分辨力一般为±1mm,均匀分布。
  
  由此得:
    u2(D)=u12(D)+u22(D)+u32(D)=0.1129mm2
    u(D)=0.34mm    

  五、标准不确定度一览表(见表1)

    缺插图!

 

    表1  标准不确定度一览表

   

  六、合成标准不确定度

        

  七、自由度

  从上面各分量的不确定度分析可以看出,各分量数值比较均等,加常数的合成不确定度可按正态分布处理,为简化问题,自由度可估计为∞。    

  八、扩展不确定度

  包含因子k=2,U95=k×uc(K)=2×0.19mm=0.38mm

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