出租汽车计价器测量结果不确定度分析

（青海省计量检定测试所，青海西宁 810001）

出租汽车计价器(以下简称计价器)是用于贸易结算的重要计量器具，在检定过程中，计价器计程误差及计时误差是其中的最重要的两个技术指标，是出租汽车的经营者和乘坐出租汽车的消费者之间用于公平贸易结算的工具。依据国家有关法律、法规，计价器是列入国家首批强制检定的工作计量器具之一。因而，出租汽车在营运之前必须要对计价进行检定，以确保计价器处于合格状态，计程误差及计时误差的不确定度分析是检定中最为关键的一环，不对其测量结果给出相应的不确定度，测量结果就没有意义。按照国家技术规范JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》(以下简称规范)要求，对出租汽车计价器计程误差及计时误差的测量结果进行详细分析和具体计算，以提高计价器测量结果的准确性及可靠性，为相关计量技术工作者提供参考。测量中所使用的计量标准器及环境条件均符合JJG517-2016《出租汽车计价器》(以下简称规程)检定规程的要求。

1.出租汽车计价器本机计程误差测量结果不确定度分析

1.1 概述

本次测量所用计量标准计价器本机检定装置的转数误差±[(0.1%×读数)+1r]；被测计价器计程为最大允许误差为±0.5%；工作原理：用传感器将被测量计价器与计量标准器牢固连接没有滑动，翻下空车牌，使计价器进入运营状态，启动计价器标准装置，当计价器接近选定的检定点时，停止标准装置，用单转进给控制键驱动计价器至变价点并读取标准器上显示的计数点，将被捡计价器显示的转数值与标准器所显示的转数相比较，得出计价器本机计程误差。

1.2 数学模型

Δ=d-ds

式中：Δ—被捡计价器本机计程示值误差，r；d—被捡计价器显示的转数，r；ds—标准器显示的数值，r。

1.3 标准不确定度分量的分析

（1）被捡计价器显示的转数d的标准不确定度由人为因素产生的标准不确定度分量u(d1)及由多次重复数值不一致产生的标准不确定度分量u(d2)。

1）人为因素产生的标准不确定度分量u(d1)的分析。

由于检定时需要人为的开启与停止计量标准器，视觉、听觉、手动作有滞后现象，产生的读取数据不一致，一般情况会有1r～2r误差，以启程3000m为例进行计算，其相对误差为：，区间半宽为a=0.035%，在此区间可以认为服从均匀分布,包含因子，按B类方法进行分析。

2）多次重复数值不一致产生的标准不确定度u(d2)的分析。

多次重复数值不一致产生的标准不确定度u(d2)可用计量标准器的计数器在短时间内连续多次测量同一被检计价器，得到测量列，按规范规定的贝塞尔公式计算出其，由于计价器实际检定过程中只检定一次，标准不确定度分量应等于单次标准偏差，即可以得到3000m为例时。

3）被捡计价器显示的转数d的标准不确定度u(d)的合成。

（2）标准器显示的数值ds的标准不确定度是由于标准器计数器不准确产生的标准不确定度分量u(ds1)及被捡计价器传感器与本机检定装置电机同步误差引入的标准不确定度分量u(ds2)的分析。

1）标准器计数器不准确产生的标准不确定度分量u(ds1)的分析。

由标准器计数器的转数误差±[(0.1%×读数)+1r]，按3000r进行计算为：

2）与装置电机同步误差引入的标准不确定度分量u(ds2)的分析。

被捡计价器传感器与本机检定装置电机同步误差±1r，按3000r进行计算为：

3）输入量ds的标准不确定度u(ds)的计算。

（3）灵敏系数计算。

数学模型Δ=d-ds

（4）合成标准不确定度计算。

（5）扩展不确定度分析。

取包含因子k=2，扩展不确定度U=2×uc(Δ)=0.16%

2.出租车计价器计程误差测量结果不确定度分析

2.1 概述

本次测量所用计量标准器的主滚轮周长误差为－0.5mm，主滚轮转数误差为0.10%；被测计价器为本机检定合格装车后计程为最大允许误差为－4%～＋1%；工作原理：用轮胎压力表测量轮胎气压，计算出轮胎修正值，检定人员坐在副驾驶室，由司机将出租车驱动轮开到主、副滚轮之间，启动标准器，当计价器计程达到测量点时进行采样，采样值与标准器的显示值相减，即可得到被捡计价器的计误差值。

2.2 数学模型

Δ =d-ds(1+e)=d-ds-ds·e

式中：Δ—被捡计价器的计程误差；d—计价器显示的汽车行驶距离；ds—标准器显示距离；e—轮胎修正值。

2.3 标准不确定度分量的分析

（1）被捡计价器显示的转数d的标准不确定度，由多次重复测量数值不一致产生标准不确定度分量u(d1)及由人为因素产生的标准不确定度分量u(d2)。

（2）计价器计程误差的多次重复测量数值不一致，所引入的标准不确定度分量u(d1)我们选择一台出租车计价器，对其连续进行了10次连续的重复测量，得到测量列，对得到的测量列进行计算可以得出u(d1)=0.07%。

（3）由人为因素引入的标准不确定度分量u(d2)分析。检定人员在计价器金额显示值递增的时刻，按装置遥控器采样按钮。通常反应时间0.5s是足够的。按主滚轮转动速度60km/h计算，其区间半宽; 按均匀分布进行计算，则：

（4）由标准器不准确产生的标准不确定度分量u(ds)分析。由标准器不准确产生的标准不确定度分量u(ds)主要来源于计价器检定装置主滚轮周长误差引入的标准不确定度分量u(ds1)及计价器装置主滚轮转数误差引入的标准不确定度分量u(ds2)。

1）由上级检定证书可知，主滚轮周长误差为－0.5mm，按均匀分布进行计算，则：

2）由上级检定证书可知，主滚轮转数误差为0.10%，按均匀分布进行计算，则：

3）输入量ds的标准不确定度u(ds)的合成。

（5）合成标准不确定度计算。

（6）扩展不确定度的计算。

取k=2，则U=2×ucrel(Δ)=0.36%

3.计价器计时误差测量结果不确定度分析

3.1 概述

本次所用日差为0.5s/d电子秒表进行时间间隔的测量，以计价器设定起始等候时间为300s为例进行分析；工作原理：启动本机计量标准器在计价器至起程点停止，在计价器第2次变价点时启动秒表，每隔5min读取电子秒表显示值，连续测量15min，读取3个显示值，按下面公式进行计算，得出测量结果。

3.2 数学模型

式中：TW—被捡计价器时间示值误差，s； Td—被捡计价器时间显示值，s； Tb—电子秒表时间显示值，s。

3.3 输入量的标准不确定度分析

（1）计价器计时示值误差的标准不确定度分量u(Td)分析。

计价器计时示值误差的标准不确定度分量u(Td)可以用电子秒表对计价器计时进行连续10测量，得到测量列，对得到的测量列进行计算可以得出u(Td)=0.03s。

（2）操作人员反应引起的标准不确定度分量u(Td人)分析。

操作人员反应时间不大于0.5s, 则半宽度a=0.5s, 可

（ ）以按均匀分布进行计算,包含因子。

（3）由电子秒表引起的标准不确定度分量u(Tb)分析。

根据电子秒表的上级证书，在300.00s时，其最大示值误差为0.06s，可以按均匀分布进行计算,包含因子，按B类方法评定。

（4）合成标准不确定度计算。

（5）扩展不确定度的计算。

取k=2，则U=2×uc=0.58s