[发明专利]一种冲击力溯源系统的测量不确定度评定方法

说明书

本发明公开了一种冲击力溯源系统的测量不确定度评定方法，其包括：建立冲击力溯源系统的误差表征模型，将误差表征模型表示成向量x，根据抽样次数的自适应决策模型确定最佳抽样次数M_mc，以向量x作为输入量，根据输入量对应的概率密度函数进行M_mc次抽样，建立冲击力溯源模型的输入‑输出关系，对冲击力溯源系统进行测量不确定度的评定。本发明能够根据适应度函数的收敛域，自动计算抽样次数，提高复杂非线性模型的测量不确定度评定精度，有效地提高测量不确定度的评定效率。基于上述一种冲击力溯源系统的测量不确定度评定方法更满足冲击力溯源的实际工程需要。

技术领域

本发明属于力学计量技术领域，涉及到一种冲击力溯源系统的测量不确定度评定方法，适用于材料力学试验机的动态校准。

背景技术

冲击力溯源的目的是将动态力的量值建成相应国家基准或者国际基准，它被广泛地应用于航天器机翼载荷识别、汽车零部件性能检测、列车受电弓冲击测试、武器杀伤力评估等冲击载荷的高精度测量及力传感器的动态校准领域。作为力学计量的核心，冲击力溯源是仪器设备性能稳定的关键。

冲击力溯源系统的测量不确定度来源于直接量和间接量的测量过程，因此，它的测量不确定度评定方法有两种。第一种是GUM法(Guide to the Uncertainty inMeasurement，简称GUM)，通过对各输入量逐一评定和合成就能粗略地估计冲击力溯源系统的测量不确定度。但是，冲击力溯源系统的表征模型具有分量多、样本分布复杂和非线性等特点，GUM法很难全面、准确地评定其测量不确定度。第二种是蒙特卡罗法(Monte CarloMethod，简称MCM)，该法不易受样本空间和模型非线性的影响，常常被用于复杂传递模型的不确定度评定。但是，MCM模拟过程需要动态干预抽样空间的大小和迭代停止条件，极大地影响了测量不确定度的评定精度和效率。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种冲击力溯源系统的测量不确定度评定方法。

本发明一种冲击力溯源系统的测量不确定度评定方法，具体包括如下步骤：

S1：建立冲击力溯源系统的误差表征模型；

S2：将步骤S1中的误差表征模型表示成向量x；

S3：根据抽样次数的自适应决策模型确定最佳抽样次数M_mc；

S4：以步骤S2得到的向量x作为输入量，根据输入量对应的概率密度函数进行M_mc次抽样，建立冲击力溯源模型的输入-输出关系；

S5：根据冲击力溯源模型的输入-输出关系进行冲击力溯源系统的测量不确定度评定。

步骤S1中，误差表征模型包括如下6个：

1)落锤有效碰撞质量测量误差的表征模型

有效碰撞质量来自于落锤本身，它可通过电子天平测量；设电子天平测量精度为η₁(自由度为k₁)，落锤有效碰撞质量测量误差△m的标准差表示为

落锤有效碰撞质量测量误差服从正态分布N(0,σ²(△m))，概率密度函数为

2)激光光轴与铅锤线不重合误差的表征模型

受到二维平台对激光干涉仪的角度调整精度的影响，激光光轴与铅锤线之间会有一个夹角γ，使激光光轴与铅锤线不重合，设激光干涉仪的测头中心与落锤上表面测点之间的直线测量距离为L，激光干涉仪的测头中心与测点之间沿铅垂线方向的垂直距离为L·cosγ；落锤表面的时变位移测量误差为

△L＝L(1-cosγ) (3)