出租汽車計(jì)價(jià)器測(cè)量結(jié)果不確定度分析

（青海省計(jì)量檢定測(cè)試所，青海西寧 810001）

出租汽車計(jì)價(jià)器(以下簡(jiǎn)稱計(jì)價(jià)器)是用于貿(mào)易結(jié)算的重要計(jì)量器具，在檢定過(guò)程中，計(jì)價(jià)器計(jì)程誤差及計(jì)時(shí)誤差是其中的最重要的兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)，是出租汽車的經(jīng)營(yíng)者和乘坐出租汽車的消費(fèi)者之間用于公平貿(mào)易結(jié)算的工具。依據(jù)國(guó)家有關(guān)法律、法規(guī)，計(jì)價(jià)器是列入國(guó)家首批強(qiáng)制檢定的工作計(jì)量器具之一。因而，出租汽車在營(yíng)運(yùn)之前必須要對(duì)計(jì)價(jià)進(jìn)行檢定，以確保計(jì)價(jià)器處于合格狀態(tài)，計(jì)程誤差及計(jì)時(shí)誤差的不確定度分析是檢定中最為關(guān)鍵的一環(huán)，不對(duì)其測(cè)量結(jié)果給出相應(yīng)的不確定度，測(cè)量結(jié)果就沒(méi)有意義。按照國(guó)家技術(shù)規(guī)范JJF1059.1—2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》(以下簡(jiǎn)稱規(guī)范)要求，對(duì)出租汽車計(jì)價(jià)器計(jì)程誤差及計(jì)時(shí)誤差的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析和具體計(jì)算，以提高計(jì)價(jià)器測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性及可靠性，為相關(guān)計(jì)量技術(shù)工作者提供參考。測(cè)量中所使用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器及環(huán)境條件均符合JJG517-2016《出租汽車計(jì)價(jià)器》(以下簡(jiǎn)稱規(guī)程)檢定規(guī)程的要求。

1.出租汽車計(jì)價(jià)器本機(jī)計(jì)程誤差測(cè)量結(jié)果不確定度分析

1.1 概述

本次測(cè)量所用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)價(jià)器本機(jī)檢定裝置的轉(zhuǎn)數(shù)誤差±[(0.1%×讀數(shù))+1r]；被測(cè)計(jì)價(jià)器計(jì)程為最大允許誤差為±0.5%；工作原理：用傳感器將被測(cè)量計(jì)價(jià)器與計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器牢固連接沒(méi)有滑動(dòng)，翻下空車牌，使計(jì)價(jià)器進(jìn)入運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，啟動(dòng)計(jì)價(jià)器標(biāo)準(zhǔn)裝置，當(dāng)計(jì)價(jià)器接近選定的檢定點(diǎn)時(shí)，停止標(biāo)準(zhǔn)裝置，用單轉(zhuǎn)進(jìn)給控制鍵驅(qū)動(dòng)計(jì)價(jià)器至變價(jià)點(diǎn)并讀取標(biāo)準(zhǔn)器上顯示的計(jì)數(shù)點(diǎn)，將被撿計(jì)價(jià)器顯示的轉(zhuǎn)數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)器所顯示的轉(zhuǎn)數(shù)相比較，得出計(jì)價(jià)器本機(jī)計(jì)程誤差。

1.2 數(shù)學(xué)模型

Δ=d-ds

式中：Δ—被撿計(jì)價(jià)器本機(jī)計(jì)程示值誤差，r；d—被撿計(jì)價(jià)器顯示的轉(zhuǎn)數(shù)，r；ds—標(biāo)準(zhǔn)器顯示的數(shù)值，r。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的分析

（1）被撿計(jì)價(jià)器顯示的轉(zhuǎn)數(shù)d的標(biāo)準(zhǔn)不確定度由人為因素產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(d1)及由多次重復(fù)數(shù)值不一致產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(d2)。

1）人為因素產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(d1)的分析。

由于檢定時(shí)需要人為的開(kāi)啟與停止計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器，視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、手動(dòng)作有滯后現(xiàn)象，產(chǎn)生的讀取數(shù)據(jù)不一致，一般情況會(huì)有1r～2r誤差，以啟程3000m為例進(jìn)行計(jì)算，其相對(duì)誤差為：，區(qū)間半寬為a=0.035%，在此區(qū)間可以認(rèn)為服從均勻分布,包含因子，按B類方法進(jìn)行分析。

2）多次重復(fù)數(shù)值不一致產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(d2)的分析。

多次重復(fù)數(shù)值不一致產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(d2)可用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器的計(jì)數(shù)器在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)多次測(cè)量同一被檢計(jì)價(jià)器，得到測(cè)量列，按規(guī)范規(guī)定的貝塞爾公式計(jì)算出其，由于計(jì)價(jià)器實(shí)際檢定過(guò)程中只檢定一次，標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量應(yīng)等于單次標(biāo)準(zhǔn)偏差，即可以得到3000m為例時(shí)。

3）被撿計(jì)價(jià)器顯示的轉(zhuǎn)數(shù)d的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(d)的合成。

（2）標(biāo)準(zhǔn)器顯示的數(shù)值ds的標(biāo)準(zhǔn)不確定度是由于標(biāo)準(zhǔn)器計(jì)數(shù)器不準(zhǔn)確產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(ds1)及被撿計(jì)價(jià)器傳感器與本機(jī)檢定裝置電機(jī)同步誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(ds2)的分析。

1）標(biāo)準(zhǔn)器計(jì)數(shù)器不準(zhǔn)確產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(ds1)的分析。

由標(biāo)準(zhǔn)器計(jì)數(shù)器的轉(zhuǎn)數(shù)誤差±[(0.1%×讀數(shù))+1r]，按3000r進(jìn)行計(jì)算為：

2）與裝置電機(jī)同步誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(ds2)的分析。

被撿計(jì)價(jià)器傳感器與本機(jī)檢定裝置電機(jī)同步誤差±1r，按3000r進(jìn)行計(jì)算為：

3）輸入量ds的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(ds)的計(jì)算。

（3）靈敏系數(shù)計(jì)算。

數(shù)學(xué)模型Δ=d-ds

（4）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算。

（5）擴(kuò)展不確定度分析。

取包含因子k=2，擴(kuò)展不確定度U=2×uc(Δ)=0.16%

2.出租車計(jì)價(jià)器計(jì)程誤差測(cè)量結(jié)果不確定度分析

2.1 概述

本次測(cè)量所用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器的主滾輪周長(zhǎng)誤差為－0.5mm，主滾輪轉(zhuǎn)數(shù)誤差為0.10%；被測(cè)計(jì)價(jià)器為本機(jī)檢定合格裝車后計(jì)程為最大允許誤差為－4%～＋1%；工作原理：用輪胎壓力表測(cè)量輪胎氣壓，計(jì)算出輪胎修正值，檢定人員坐在副駕駛室，由司機(jī)將出租車驅(qū)動(dòng)輪開(kāi)到主、副滾輪之間，啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)器，當(dāng)計(jì)價(jià)器計(jì)程達(dá)到測(cè)量點(diǎn)時(shí)進(jìn)行采樣，采樣值與標(biāo)準(zhǔn)器的顯示值相減，即可得到被撿計(jì)價(jià)器的計(jì)誤差值。

2.2 數(shù)學(xué)模型

Δ =d-ds(1+e)=d-ds-ds·e

式中：Δ—被撿計(jì)價(jià)器的計(jì)程誤差；d—計(jì)價(jià)器顯示的汽車行駛距離；ds—標(biāo)準(zhǔn)器顯示距離；e—輪胎修正值。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的分析

（1）被撿計(jì)價(jià)器顯示的轉(zhuǎn)數(shù)d的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，由多次重復(fù)測(cè)量數(shù)值不一致產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(d1)及由人為因素產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(d2)。

（2）計(jì)價(jià)器計(jì)程誤差的多次重復(fù)測(cè)量數(shù)值不一致，所引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(d1)我們選擇一臺(tái)出租車計(jì)價(jià)器，對(duì)其連續(xù)進(jìn)行了10次連續(xù)的重復(fù)測(cè)量，得到測(cè)量列，對(duì)得到的測(cè)量列進(jìn)行計(jì)算可以得出u(d1)=0.07%。

（3）由人為因素引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(d2)分析。檢定人員在計(jì)價(jià)器金額顯示值遞增的時(shí)刻，按裝置遙控器采樣按鈕。通常反應(yīng)時(shí)間0.5s是足夠的。按主滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度60km/h計(jì)算，其區(qū)間半寬; 按均勻分布進(jìn)行計(jì)算，則：

（4）由標(biāo)準(zhǔn)器不準(zhǔn)確產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(ds)分析。由標(biāo)準(zhǔn)器不準(zhǔn)確產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(ds)主要來(lái)源于計(jì)價(jià)器檢定裝置主滾輪周長(zhǎng)誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(ds1)及計(jì)價(jià)器裝置主滾輪轉(zhuǎn)數(shù)誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(ds2)。

1）由上級(jí)檢定證書可知，主滾輪周長(zhǎng)誤差為－0.5mm，按均勻分布進(jìn)行計(jì)算，則：

2）由上級(jí)檢定證書可知，主滾輪轉(zhuǎn)數(shù)誤差為0.10%，按均勻分布進(jìn)行計(jì)算，則：

3）輸入量ds的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(ds)的合成。

（5）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算。

（6）擴(kuò)展不確定度的計(jì)算。

取k=2，則U=2×ucrel(Δ)=0.36%

3.計(jì)價(jià)器計(jì)時(shí)誤差測(cè)量結(jié)果不確定度分析

3.1 概述

本次所用日差為0.5s/d電子秒表進(jìn)行時(shí)間間隔的測(cè)量，以計(jì)價(jià)器設(shè)定起始等候時(shí)間為300s為例進(jìn)行分析；工作原理：?jiǎn)?dòng)本機(jī)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器在計(jì)價(jià)器至起程點(diǎn)停止，在計(jì)價(jià)器第2次變價(jià)點(diǎn)時(shí)啟動(dòng)秒表，每隔5min讀取電子秒表顯示值，連續(xù)測(cè)量15min，讀取3個(gè)顯示值，按下面公式進(jìn)行計(jì)算，得出測(cè)量結(jié)果。

3.2 數(shù)學(xué)模型

式中：TW—被撿計(jì)價(jià)器時(shí)間示值誤差，s； Td—被撿計(jì)價(jià)器時(shí)間顯示值，s； Tb—電子秒表時(shí)間顯示值，s。

3.3 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分析

（1）計(jì)價(jià)器計(jì)時(shí)示值誤差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(Td)分析。

計(jì)價(jià)器計(jì)時(shí)示值誤差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(Td)可以用電子秒表對(duì)計(jì)價(jià)器計(jì)時(shí)進(jìn)行連續(xù)10測(cè)量，得到測(cè)量列，對(duì)得到的測(cè)量列進(jìn)行計(jì)算可以得出u(Td)=0.03s。

（2）操作人員反應(yīng)引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(Td人)分析。

操作人員反應(yīng)時(shí)間不大于0.5s, 則半寬度a=0.5s, 可

（ ）以按均勻分布進(jìn)行計(jì)算,包含因子。

（3）由電子秒表引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u(Tb)分析。

根據(jù)電子秒表的上級(jí)證書，在300.00s時(shí)，其最大示值誤差為0.06s，可以按均勻分布進(jìn)行計(jì)算,包含因子，按B類方法評(píng)定。

（4）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算。

（5）擴(kuò)展不確定度的計(jì)算。

取k=2，則U=2×uc=0.58s