1、测量模型 |
示值误差由被校$d_{33}$测量仪的示值与参考压电常数之间的偏差决定,表示为:: |
$$\Delta=\frac{d_{33测量}-d_{33参考}}{ d_{33参考}}\times 100\%$$ | (1) |
式中: |
$\Delta$——准静态$d_{33}$测量仪的示值误差,$\%$; |
$d_{33测量}$——准静态$d_{33}$测量仪的示值,$pC/N$; |
$d_{33参考}$——参考压电试样的纵向压电应变常数,$pC/N$。 |
2、不确定度来源与分析 |
2.1重复性 |
在参考压电试样的纵向压电常数已经确定的条件下,测量结果的重复性取决于$d_{33}$测量仪的测量重复性,依据规范,选用两种直径压电陶瓷,各测量6次,有: |
表1:测量数据列
第1组 | 第2组 | |||||||||||
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
测得值/$d_{33测量}/pC/N$ | ||||||||||||
平均值$\overline{d_{33测量}}/pC/N$ | ||||||||||||
实验标准偏差$s$ | ||||||||||||
选定的平均值$\overline{pC/N}/pC/N$ | ||||||||||||
选定的实验标准偏差$s$ | ||||||||||||
选定的不确定度分量$u_{1}(d_{33测量})/pC/N$ | ||||||||||||
相对不确定度分量$u_{rel1}$ |
2.2动态力大小 |
采用动态力大小直接测量法获得参考压电试样的纵向压电常数为$pC/N$ 。压电振子表面受力通过动态力传感器转换为电荷传递给电荷放大器,电荷放大器输出给数据采集系统。动态力传感器灵敏度的 不确定度为, 电荷放大器引入的不确定度不超过 ,电压测量引入的不确定度不超过 。考虑为均匀分布,由此,得到动态力大小的相对标准不确定度为: |
$u_{rel2}=$ |
2.3电荷 |
参考压电试样在动态力作用下,电荷量的测量通过电荷放大器和数据采集系统完成,电荷放大器引入的不确定度为 , 电压测量的不确定度优于。 考虑为均匀分布,由此,得到电荷Q引入的相对不确定度为: |
$u_{rel3}=$ |
3、不确定度分量表 |
表2:标准不确定度分量表
不确定度来源 | 相对标准不确定度$$u_{i} $$ |
灵敏度系数$$\left |c_{i} \right |$$ | $$c_{i} \cdot u_{i}$$ | ||
重复性 | $u_{rel1}$ | $\left |c_{1} \right |$ | |||
动态力大小 | $u_{rel2}$ | $\left |c_{2} \right |$ | |||
电荷 | $u_{rel3}$ | $\left |c_{3} \right |$ |
4、合成相对标准不确定度 |
5、相对扩展不确定度 |