旅客列车尾部安全防护装置主机检测台专用校准装置研发.pdf

192023 年 10 月（总第 444 期）第 51 卷Vol.51第 10 期No.10铁 道 技 术 监 督RAILWAY QUALITY CONTROL计量工作MEASUREMENT WORK收稿日期：2023-01-30作者简介：陈浩，工程师；欧阳琳男，高级工程师获奖信息：2023 年铁路计量技术征文优秀奖0引言旅客列车尾部安全防护装置主机检测台（以下简称“客车列尾主机检测台”）是用于检测旅客列车尾部安全防护装置主机的专用设备。为了保障客车列尾主机检测台的量值准确、可靠，需对其进行校准。目前，客车列尾主机检测台校准装置标准器种类多、体积大、重量重，不便于长距离巡检，保持标准器准确度困难，并且由人工调整各测量点。这不仅不利于保证准确度要求，而且测量效率低。为此，依据 JJF（CR）0432022列车尾部安全防护装置主机检测台，研究、开发客车列尾主机检测台专用校准装置。1客车列尾主机检测台专用校准装置要求根据 JJF（CR）0432022 规定，客车列尾主机检测台专用校准装置应满足如下要求。旅客列车尾部安全防护装置主机检测台专用校准装置研发陈浩，欧阳琳男（中国铁路武汉局集团有限公司质量技术监督所，湖北 武汉 430071）摘要：为了保障旅客列车尾部安全防护装置主机检测台的量值准确、可靠，依据 JJF（CR）0432022列车尾部安全防护装置主机检测台，提出旅客列车尾部安全防护装置主机检测台专用校准装置要求，采用模块化设计和数字化集成技术，开发旅客列车尾部安全防护装置主机检测台专用校准装置。介绍旅客列车尾部安全防护装置主机检测台专用校准装置组成和校准原理，并进行校准结果不确定度评定。评定结果表明，压力、直流电压、直流电流校准结果不确定度均小于相应参数最大允许误差的 1/3，旅客列车尾部安全防护装置主机检测台专用校准装置能用于校准旅客列车尾部安全防护装置主机检测台。现场应用证明，旅客列车尾部安全防护装置主机检测台专用校准装置能自动采集、处理校准数据，输出校准结果，便于现场校准旅客列车尾部安全防护装置主机检测台，提高了校准效率。关键词：旅客列车尾部安全防护装置；主机；检测台；校准装置；测量不确定度评定中图分类号：U270.351TB9文献标识码：B文章编号：1006-9178（2023）10-0019-06Abstract：In order to ensure the accuracy and reliability of the measurement values of the detection station of theend-of-passenger-train safety equipment host,the requirements of the special calibration device for detection stationof the end-of-passenger-train safety equipment host is proposed according to JJF（CR）0432022 Detection stationof the end-of-train safety equipment host.The special calibration device for the detection station of the end-of-passenger-train safety equipment host is developed by adopting modular design and digital integration technology.The paper introduces the composition and calibration principle of the special calibration device for the detection station of the end-of-passenger-train safety equipment host,and evaluates the uncertainty of the calibration result of thedetection station of the end-of-passenger-train safety equipment host.The evaluation results show that the uncertainty of the calibration results of pressure,DC voltage and DC current is less than 1/3 of the maximum allowable error.The special calibration device for detection station of the end-of-passenger-train safety equipment host can beused to calibrate the detection station of the end-of-passenger-train safety equipment host.The field applicationproves that the special calibration device for the detection station of the end-of-passenger-train safety equipmenthost can automatically collect and process the calibration data and output the calibration result,which is convenientfor on-site calibration and improves the calibration efficiency.Keywords：End-of-passenger-train Safety Equipment;Host;Detection Station;Calibration Device;Evaluation ofUncertainty in Measurement20旅客列车尾部安全防护装置主机检测台专用校准装置研发计量工作（1）主要功能是校准客车列尾主机检测台的压力、直流电压和直流电流，测量客车列尾主机检测台的输入电压和绝缘电阻。（2）主要标准器技术指标见表 1。表 1主要标准器技术指标序号123标准器及辅助设备名称数字压力计直流标准电流源直流标准电压源测量范围（01）MPa（02）A（050）V准确度等级0.02 级0.1 级0.1 级（3）采用模块化设计和数字化集成技术，集成压力模块、直流电压输出组件、直流电流输出组件等。（4）能自动采集、处理客车列尾主机检测台校准数据，输出校准结果。2客车列尾主机检测台专用校准装置结构和校准原理2.1结构客车列尾主机检测台专用校准装置结构如图 1所示。图 1客车列尾主机检测台专用校准装置结构电学模块直流电流表直流标准电流源输出组件直流电压表直流标准电压源输出组件直流电压输出装置直流电压测量组件压力表比例阀式压力控制组件与主机无线通信组件压力模块数字压力计上位机通信及压力测量数据接收无线模块触摸屏显示模块绝缘电阻测量组件数据处理和原始记录生成模块上位机主机客车列尾主机检测台客车列尾主机检测台专用校准装置电源适配器数据上传供电客车列尾主机检测台专用校准装置主要由主机、压力模块和外设附件组成。电学模块中，直流标准电流源输出组件和直流标准电压源输出组件分别用于校准客车列尾主机检测台直流电流和直流电压。直流电压测量组件直接测量客车列尾主机检测台的输入电压。绝缘电阻测量组件直接测量客车列尾主机检测台相应输出、输入和机壳之间绝缘电阻，判断客车列尾主机检测台绝缘安全性能。触摸屏显示模块用于显示校准结果和测量结果。上位机无线通信及压力测量数据接收无线模块用于接收压力模块上传的数据，并且可将压力模块上传的数据、电学模块的校准数据和测量数据通过无线信号发送至上位机。数据处理和原始记录生成模块用于记录、处理压力模块和电学模块测得的数据。压力模块用于校准客车列尾主机检测台压力。直流标准电流源输出组件规格型号为 DIO002，输出范围为（02）A，准确度等级为 0.1 级，分辨力为 1 mA（满 4 位）；直流标准电压源输出组件的规格型号为 DVO050，输出范围为（050）V，准确度等级为 0.1 级，分辨力为 0.01 V（满 4 位）；直流电压测量组件的规格型号为 DVI050，测量范围为（050）V，准确度等级为 0.1 级，分辨力为0.01 V（满 4 位）。上位机通信及压力测量数据接收无线模块的规格型号为 AW5161，传输速率为 2.5103位/s，传输频段为 2.4 GHz，传输距离为 50 m。压力模块由数字压力计、比例阀式压力控制组件和无线通信组件组成。数字压力计选用的规格型号为 YK1000，测量范围为 01 MPa，准确度等级为0.02 级，分辨力为 0.01 kPa。与主机无线通信的组件规格型号为 AW5161，传输速率为 2.5103位/s，传输频段为 2.4 GHz，传输距离为 50 m。2.2校准原理2.2.1压力模块客车列尾主机检测台压力校准原理如图 2 所示。压力传感器（最大允许误差1.0 kPa）（01）MPa，0.02 级数字压力计管路接口造压装置客车列尾主机检测台客车列尾主机检测台专用校准装置图 2客车列尾主机检测台压力校准原理利用帕斯卡原理，采用直接比较测量法校准压力。通过管路和管路接口，将 0.02 级数字压力计连接至客车列尾主机检测台气体压力检测接口。由客车列尾主机检测台造压模块改变气体压力，采用反馈式控制技术，通过比例阀式压力控制组件准确、平稳地控制压力相应校准点。在规定的压力校准点内稳定度为0.05 kPa，且耐压 3 min 后压力下降不超过 0.3 kPa。此时，分别读取客车列尾主机检测台和数字压力计测得的压力，计算二者之差，结果即为压力示值误差。2.2.2电学模块客车列尾主机检测台直流电流和直流电压校准原理如图 3 所示。客车列尾主机检测台直流电流表（050）V，0.1 级直流标准电压源输出组件客车列尾主机检测台直流电压表（02）A，0.1 级直流标准电流源输出组件图 3客车列尾主机检测台直流电流和直流电压校准原理校准直流电压和直流电流采用直接比较法。用直流电流表测量直流标准电流源输出的直流电流，用直流电压表测量直流电压源输出的直流电压；计算客车列尾主机检测台电流表的示值与直流标准电流源的电流值之差，以及电压表的示值与直流标准电压源的电压值之差，得到直流电流和直流电压示值误差，实现客车列尾主机检测台直流电压和直流电流的校准。3压力校准结果不确定度评定3.1测量模型为保证客车列尾主机检测台专用校准装置压力模块量值传递的准确性，开展不确定度评定。建立压力测量模型。客车列尾主机检测台专用校准装置压力模块测量的压力示值误差为P=P1-P2+P3。（1）式（1）中：P 为压力示值误差，kPa；P1为客车列尾主机检测台压力表的示值，kPa；P2为客车列尾主机检测台专用校准装置压力模块的测得值，kPa；P3为温度波动引入的压力波动值，kPa。P1，P2，P3对应的灵敏系数分别是：c1=PP1=1，c2=PP2=-1，c3=PP3=1。3.2压力校准结果不确定度计算3.2.1客车列尾主检测台引入的不确定度分量uP13.2.1.1测量重复性引入的不确定度分量uP11选用中国铁路武汉局集团有限公司客车车辆段配备的客车列尾主机检测台，其分度值为0.01 kPa。依据 JJF（CR）0432022 要求，客车列尾主机检测台压力校准点为 600 kPa，500 kPa，400 kPa，300 kPa，200 kPa，100 kPa。选取最大校准点 600 kPa，在重复条件下测量 10 次，客车列尾主机检测台压力表测得压力为测量值 yPi（i=1，2，10），客车列尾主机检测台专用校准装置测得的压力为标准值 YPi（i=1，2，10），测量值 yPi与标准值 YPi的差值为 Pi。重复性测量结果见表 2。表 2重复性测量结果kPa利用表 2 中数据计算可得，平均压力误差为0.305 kPa。根据贝塞尔公式计算可得，实验标准偏差 sP为 0.044 53 kPa，则由测量重复性引入的不确定度分量uP11为 0.044 53 kPa。3.2.1.2压力表分辨力引入的不确定度分量uP12客车列尾主机检测台压力表的分辨力为 0.1 kPa，假设分辨力概率服从均匀分布，则由分辨力引入的不确定度分量uP12为uP12=0.10.29=0.029（kPa）。21铁道技术监督第 51 卷第 10 期0.02 级，分辨力为 0.01 kPa。与主机无线通信的组件规格型号为 AW5161，传输速率为 2.5103位/s，传输频段为 2.4 GHz，传输距离为 50 m。2.2校准原理2.2.1压力模块客车列尾主机检测台压力校准原理如图 2 所示。压力传感器（最大允许误差1.0 kPa）（01）MPa，0.02 级数字压力计管路接口造压装置客车列尾主机检测台客车列尾主机检测台专用校准装置图 2客车列尾主机检测台压力校准原理利用帕斯卡原理，采用直接比较测量法校准压力。通过管路和管路接口，将 0.02 级数字压力计连接至客车列尾主机检测台气体压力检测接口。由客车列尾主机检测台造压模块改变气体压力，采用反馈式控制技术，通过比例阀式压力控制组件准确、平稳地控制压力相应校准点。在规定的压力校准点内稳定度为0.05 kPa，且耐压 3 min 后压力下降不超过 0.3 kPa。此时，分别读取客车列尾主机检测台和数字压力计测得的压力，计算二者之差，结果即为压力示值误差。2.2.2电学模块客车列尾主机检测台直流电流和直流电压校准原理如图 3 所示。客车列尾主机检测台直流电流表（050）V，0.1 级直流标准电压源输出组件客车列尾主机检测台直流电压表（02）A，0.1 级直流标准电流源输出组件图 3客车列尾主机检测台直流电流和直流电压校准原理校准直流电压和直流电流采用直接比较法。用直流电流表测量直流标准电流源输出的直流电流，用直流电压表测量直流电压源输出的直流电压；计算客车列尾主机检测台电流表的示值与直流标准电流源的电流值之差，以及电压表的示值与直流标准电压源的电压值之差，得到直流电流和直流电压示值误差，实现客车列尾主机检测台直流电压和直流电流的校准。3压力校准结果不确定度评定3.1测量模型为保证客车列尾主机检测台专用校准装置压力模块量值传递的准确性，开展不确定度评定。建立压力测量模型。客车列尾主机检测台专用校准装置压力模块测量的压力示值误差为P=P1-P2+P3。（1）式（1）中：P 为压力示值误差，kPa；P1为客车列尾主机检测台压力表的示值，kPa；P2为客车列尾主机检测台专用校准装置压力模块的测得值，kPa；P3为温度波动引入的压力波动值，kPa。P1，P2，P3对应的灵敏系数分别是：c1=PP1=1，c2=PP2=-1，c3=PP3=1。3.2压力校准结果不确定度计算3.2.1客车列尾主检测台引入的不确定度分量uP13.2.1.1测量重复性引入的不确定度分量uP11选用中国铁路武汉局集团有限公司客车车辆段配备的客车列尾主机检测台，其分度值为0.01 kPa。依据 JJF（CR）0432022 要求，客车列尾主机检测台压力校准点为 600 kPa，500 kPa，400 kPa，300 kPa，200 kPa，100 kPa。选取最大校准点 600 kPa，在重复条件下测量 10 次，客车列尾主机检测台压力表测得压力为测量值 yPi（i=1，2，10），客车列尾主机检测台专用校准装置测得的压力为标准值 YPi（i=1，2，10），测量值 yPi与标准值 YPi的差值为 Pi。重复性测量结果见表 2。表 2重复性测量结果kPa测量次数12345测量值 yPi600.4600.3600.4600.3600.3标准值 YPi600.03599.98600.04600.03600.03测量次数678910测量值 yPi600.4600.3600.3600.3600.3标准值YPi600.05599.98600.04600.02600.05利用表 2 中数据计算可得，平均压力误差为0.305 kPa。根据贝塞尔公式计算可得，实验标准偏差 sP为 0.044 53 kPa，则由测量重复性引入的不确定度分量uP11为 0.044 53 kPa。3.2.1.2压力表分辨力引入的不确定度分量uP12客车列尾主机检测台压力表的分辨力为 0.1 kPa，假设分辨力概率服从均匀分布，则由分辨力引入的不确定度分量uP12为uP12=0.10.29=0.029（kPa）。22旅客列车尾部安全防护装置主机检测台专用校准装置研发计量工作因此，由客车列尾主检测台引入的不确定度分量uP1为uP1=u2P11+u2P12 0.053kPa。3.2.2客车列尾主机检测台专用校准装置压力模块引入的不确定度分量 uP23.2.2.1数字压力计最大允许误差引入的不确定度分量 uP21由数字压力计准确度等级和测量范围参数计算可得，数字压力计最大允许误差为0.2 kPa。假设数字压力计最大允许误差概率服从均匀分布，则由数字压力计最大允许误差引入的不确定度分量 uP21为uP21=0.2/30.115 5（kPa）。3.2.2.2比例阀式压力控制组件引入的不确定度分量 uP22比例阀式压力控制组件控制压力的稳定度为0.05 kPa。假设稳定度概率服从均匀分布，则由比例阀式压力控制组件引入的不确定度分量 uP22为uP22=0.05/30.028 87（kPa）。3.2.2.3数字压力计稳定性引入的不确定度分量 uP23根据 JJG 8752019数字压力计，周期稳定性的计算方法为在正、反行程各个测量点示值与上一周期相应示值相减的绝对值，根据上级溯源证书数据，数字压力计年稳定性为 0.11 kPa。假设数字压力计稳定性概率服从均匀分布，则由数字压力计稳定性引入的不确定度分量为uP23=0.11/30.063 5（kPa）。因此，由压力模块引入的不确定度分量 uP2为uP2=u2P21+u2P22+u2P230.134 9 kPa。3.2.3温度波动因素引入的不确定分量 uP3客车列尾主机检测台中 0.05 级压力传感器和客车列尾主机检测台专用校准装置中 0.02 级压力标准模块自带温度补偿。查询相关资料得到，在标准温度 20 与测量允许的 20 5 温度范围内，经各自温度补偿后，由等温线可得，0.05 级压力传感器与 0.02 级压力标准模块测得的压力波动分别为0.006 kPa 和0.003 kPa。选取温度波动的极端情况，则 0.05 级压力传感器与 0.02 级压力标准模块测得的压力波动最大变化范围为0.009 kPa。假设压力波动最大变化范围概率服从均匀分布，则温度波动因素引入的不确定度分量 uP3为uP3=0.009/30.005 2（kPa）。3.2.4压力校准结果合成标准不确定度 uCP由于客车列尾主机检测台专用校准装置压力模块、客车列尾主机检测台（含测量重复性）和温度波动引入的标准不确定度分量相互独立，因此压力校准结果合成标准不确定度 uCP为uCP=c21u2P1+c22u2P2+c23u2P30.145 kPa。3.2.5压力校准结果扩展不确定度 UP取包含因子 k=2，则 600 kPa 校准点的校准结果扩展不确定度 UP为UP=kuCP=20.145=0.29（kPa）。由此可知，使用客车列尾主机检测台专用校准装置校准客车列尾主机检测台压力时，600 kPa 校准点校准结果扩展不确定度 UP为 0.29 kPa。根据 JJF（CR）0432022 中的规定，客车列尾主机检测台在 600 kPa 校准点的最大允许误差为1.0 kPa。600 kPa 校准点的校准结果扩展不确定度小于客车列尾主机检测台最大允许误差绝对值的 1/3，符合量值传递原则。4直流电压校准结果不确定度评定4.1测量模型客车列尾主机检测台直流电压表示值误差测量模型为V=Vm-Vs。（2）式（2）中：V 为客车列尾主机检测台直流电压表示值误差，V；Vm为客车列尾主机检测台电压表示值，V；Vs为客车列尾主机检测台专用校准装置直流电压测量组件测得值，V。4.2直流电压校准结果不确定度计算4.2.1客车列尾主机检测台直流电压表引入的不确定度分量 uVm4.2.1.1电压表漂移引入的不确定度分量 uVm1电压表漂移不超过 1 个字，即不超过 0.1 V。假设电压表漂移概率服从均匀分布，则由电压表漂移引入的不确定度分量 uVm1为uVm1=0.1/230.029（V）。4.2.1.2电压表分辨力引入的不确定度分量 uVm2电压表分辨力为 0.1 V（满 3 位）。假设电压表分辨力概率服从均匀分布，则由电压表分辨力引入的标准不确定度分量 uVm2为uVm2=0.1/230.029（V）。4.2.1.3测量重复性引入的不确定度分量 uVm3在重复条件下，用客车列尾主机检测台直流电压表在 DC 48 V 校准点，重复测量直流标准电压源输出组件输出的电压 10 次，直流电压测得值见表 3。表 3直流电压测得值V利用表 3 中数据计算可得，平均电压误差为48.24 V。根据贝塞尔公式计算可得，直流电压单次实验标准偏差 sU为 0.051 64 V，则由测量重复性引入的不确定度分量 uVm3为uVm3=sU=0.051 64（V）。因此，由被测对象及随机因素引入的测量不确定度分量 uVm为uVm=u2Vm1+u2Vm2+u2Vm30.065 9（V）。4.2.20.1 级直流标准电压源输出组件引入的不确定度分量 uVs4.2.2.10.1 级直流标准电压源输出组件最大允许误差引入的不确定度分量uVs10.1 级直流标准电压源在（050）V，最大允许误差为0.05 V。假设 0.1 级直流标准电压源在（050）V 内最大允许误差概率服从均匀分布，则由 0.1 级直流标准电压源输出组件最大允许误差引入的不确定度分量uVs1为uVs1=0.05/30.029（V）。4.2.2.20.1 级直流标准电压源输出组件稳定性引入的不确定度分量uVs20.1 级直流标准电压源输出组件稳定性允许误差为0.05 V，假定 0.1 级直流标准电压源输出组件稳定性允许误差概率分布服从均匀分布，则由 0.1级直流标准电压源输出组件稳定性引入的不确定度分量uVs2为uVs2=0.05/30.029（V）。因此，0.1 级直流标准电压源输出组件引入的不确定度分量 uVs为uVs=u2Vs1+u2Vs20.039 6（V）。4.2.3校准结果合成标准不确定度uCU由于 0.1 级直流标准电压源输出组件和客车列尾主机检测台电压表引入的不确定度分量相互独立，则直流电压校准结果合成标准不确定度uCU为uCU=u2Vm+u2VS=0.065 92+0.039 620.077（V）。4.2.4直流电压校准结果扩展不确定度 UU取包含因子 k=2，则 DC 48 V 校准点校准结果的扩展不确定度 UU为UU=kuCU=20.0770.15（V）。由此可知，使用客车列尾主机检测台专用校准装置校准客车列尾主机检测台时，DC 48 V 校准点的校准结果扩展不确定度为 0.15 V。根据 JJF（CR）0432022 要求，客车列尾主机检测台在 DC 48 V 校准点最大允许误差为0.5 V。DC 48 V 校准点的校准结果扩展不确定度小于最大允许误差绝对值的 1/3，符合量值传递原则。5直流电流校准结果不确定度评定5.1测量模型客车列尾主机检测台直流电流表示值误差测量模型为I=Im-Is。（3）式（3）中：I 为客车列尾主机检测台直流电流表示值误差，A；Im为客车列尾主机检测台电流表示值，A；Is为客车列尾主机检测台专用校准装置直流电流测量组件测得值，A。5.2直流电流校准结果不确定度计算5.2.1客车列尾主机检测台电流表引入的不确定度分量uIm5.2.1.1客车列尾主机检测台直流电流表漂移引入的不确定度分量uIm1客车列尾主机检测台直流电流表漂移不超过 1个字，即不超过 0.01 A，假设直流电流表漂移概率服从均匀分布，则由客车列尾主机检测台直流电流表漂移引入的不确定度分量uIm1为uIm1=0.01/230.002 9（A）。5.2.1.2客车列尾主机检测台直流电流表分辨力引入的不确定度uIm2客车列尾主机检测台直流电流表分辨力为0.01 A（满 3 位）。假设直流电流表分辨力概率服从均匀分布，则由客车列尾主机检测台直流电流表分辨力引入的标准不确定度uIm2为uIm2=0.01/230.002 9（A）。5.2.1.3测量重复性引入的不确定度分量uIm3在重复条件下，用客车列尾主机检测台直流电流23铁道技术监督第 51 卷第 10 期出组件输出的电压 10 次，直流电压测得值见表 3。表 3直流电压测得值V测量次数12345测量值 yUi48.2048.3048.2048.2048.20标准值 YUi48.0048.0048.0048.0048.00测量次数678910测量值 yUi48.2048.3048.3048.2048.30标准值 YUi48.0048.0048.0048.0048.00利用表 3 中数据计算可得，平均电压误差为48.24 V。根据贝塞尔公式计算可得，直流电压单次实验标准偏差 sU为 0.051 64 V，则由测量重复性引入的不确定度分量 uVm3为uVm3=sU=0.051 64（V）。因此，由被测对象及随机因素引入的测量不确定度分量 uVm为uVm=u2Vm1+u2Vm2+u2Vm30.065 9（V）。4.2.20.1 级直流标准电压源输出组件引入的不确定度分量 uVs4.2.2.10.1 级直流标准电压源输出组件最大允许误差引入的不确定度分量uVs10.1 级直流标准电压源在（050）V，最大允许误差为0.05 V。假设 0.1 级直流标准电压源在（050）V 内最大允许误差概率服从均匀分布，则由 0.1 级直流标准电压源输出组件最大允许误差引入的不确定度分量uVs1为uVs1=0.05/30.029（V）。4.2.2.20.1 级直流标准电压源输出组件稳定性引入的不确定度分量uVs20.1 级直流标准电压源输出组件稳定性允许误差为0.05 V，假定 0.1 级直流标准电压源输出组件稳定性允许误差概率分布服从均匀分布，则由 0.1级直流标准电压源输出组件稳定性引入的不确定度分量uVs2为uVs2=0.05/30.029（V）。因此，0.1 级直流标准电压源输出组件引入的不确定度分量 uVs为uVs=u2Vs1+u2Vs20.039 6（V）。4.2.3校准结果合成标准不确定度uCU由于 0.1 级直流标准电压源输出组件和客车列尾主机检测台电压表引入的不确定度分量相互独立，则直流电压校准结果合成标准不确定度uCU为uCU=u2Vm+u2VS=0.065 92+0.039 620.077（V）。4.2.4直流电压校准结果扩展不确定度 UU取包含因子 k=2，则 DC 48 V 校准点校准结果的扩展不确定度 UU为UU=kuCU=20.0770.15（V）。由此可知，使用客车列尾主机检测台专用校准装置校准客车列尾主机检测台时，DC 48 V 校准点的校准结果扩展不确定度为 0.15 V。根据 JJF（CR）0432022 要求，客车列尾主机检测台在 DC 48 V 校准点最大允许误差为0.5 V。DC 48 V 校准点的校准结果扩展不确定度小于最大允许误差绝对值的 1/3，符合量值传递原则。5直流电流校准结果不确定度评定5.1测量模型客车列尾主机检测台直流电流表示值误差测量模型为I=Im-Is。（3）式（3）中：I 为客车列尾主机检测台直流电流表示值误差，A；Im为客车列尾主机检测台电流表示值，A；Is为客车列尾主机检测台专用校准装置直流电流测量组件测得值，A。5.2直流电流校准结果不确定度计算5.2.1客车列尾主机检测台电流表引入的不确定度分量uIm5.2.1.1客车列尾主机检测台直流电流表漂移引入的不确定度分量uIm1客车列尾主机检测台直流电流表漂移不超过 1个字，即不超过 0.01 A，假设直流电流表漂移概率服从均匀分布，则由客车列尾主机检测台直流电流表漂移引入的不确定度分量uIm1为uIm1=0.01/230.002 9（A）。5.2.1.2客车列尾主机检测台直流电流表分辨力引入的不确定度uIm2客车列尾主机检测台直流电流表分辨力为0.01 A（满 3 位）。假设直流电流表分辨力概率服从均匀分布，则由客车列尾主机检测台直流电流表分辨力引入的标准不确定度uIm2为uIm2=0.01/230.002 9（A）。5.2.1.3测量重复性引入的不确定度分量uIm3在重复条件下，用客车列尾主机检测台直流电流24旅客列车尾部安全防护装置主机检测台专用校准装置研发计量工作表在 DC 2 A 校准点，重复测量直流标准电流源输出组件输出的直流电流 10 次，直流电流测得值见表 4。表 4直流电流测得值A测量次数12345678910测量值 yIi1.981.981.981.971.981.991.981.991.991.98标准值 YIi2.0002.0002.0002.0002.0002.0002.0002.0002.0002.000Ii-0.002-0.002-0.002-0.012-0.002+0.008-0.002+0.008+0.008-0.002利用表 4 中数据计算可得，平均直流电流误差为 1.982 A。根据贝塞尔公式计算可得，直流电流单次实验标准偏差为 sI为 0.006 325 A，则由测量重复性引入的标准不确定度分量uIm3为uIm3=sI=0.006 325 A。因此，由被测对象及随机因素引入的测量不确定度分量uIm为uIm=u2Im1+u2Im2+u2Im3=0.0292+0.0292+0.006 32520.007 5（A）。5.2.20.1 级直流标准电流源输出组件引入的不确定度uIS5.2.2.10.1 级直流标准电流源输出组件最大允许误差引入的不确定度分量uIS10.1 级直流标准电流源输出组件在（02）A，电流源测量结果误差为0.002 A。假设最大允许误差概率服从均匀分布，则 0.1 级直流标准电流源输出组件最大允许误差引入的不确定度分量uIS1为uIS1=0.002/30.001 2（A）。5.2.2.20.1 级直流标准电流源输出组件稳定性引入的不确定度分量uIS20.1 级直流标准电流源输出组件稳定性允许值为0.002 A，其概率服从均匀分布，则由 0.1 级直流标准电流源输出组件稳定性引入的不确定度分量uIS2为uIS2=0.002/30.001 2（A）。因此，0.1 级直流标准电流源输出组件引入的不确定度分量uIS为uIS=u2IS1+u2IS20.001 7 A。5.2.3校准结果合成标准不确定度uCI由于 0.1 级直流标准电流源输出组件和客车列尾主机检测台电流表引入的不确度分量相互独立，则直流电流校准结果合成标准不确定度uCI为uCI=u2Im+u2IS=0.007 52+0.001 720.007 7（A）。5.2.4直流电流校准结果扩展不确定度 UI取包含因子 k=2，则 DC 2 A 校准点校准结果扩展不确定度为UI=kuCI=20.007 70.015（A）。由此可知，使用客车列尾主机检测台专用校准装置校准客车列尾主机检测台时，DC 2 A 校准点校准结果的扩展不确定度为 0.015 A。根据 JJF（CR）0432022，客车列尾主机检测台在 DC 2 A 校准点最大允许误差为0.05 A。DC 2 A 校准点的校准结果扩展不确度小于客车列尾主机检测台最大允许误差绝对值的 1/3，符合量值传递原则。6结论采用模块化设计和数字化集成技术，开发客车列尾主机检测台专用校准装置，对压力、直流电压和直流电流校准结果不确度进行评定。评定结果表明，客车列尾主机检测台专用校准装置计量性能满足压力、直流电压和直流电流的量值传递原则，能够用于校准客车列尾主机检测台。经过在中国铁路武汉局集团有限公司武昌客车车辆段 6 个检测地点试用，客车列尾主机检测台专用校准装置能自动采集、处理客车列尾主机检测台校准数据，输出校准结果，便于现场校准客车列尾主机检测台，提高了校准效率，应用效果良好。参考文献1 旅客列车尾部安全防护装置运用维修管理办法：TG/CL 2532014S 2 列车尾部安全防护装置主机检测台：JJF（CR）0432022S 3 测量不确定度评定与表示：JJG 1059.12012S 4 数字压力计：JJG 8752019S 5 铁路客车空气制动装置检修规则：TG/CL 2262014S 6 旅客列车尾部安全防护装置技术条件（V3.0）：铁总运2016195 号S 7 中国铁路武汉局集团有限公司旅客列车尾部安全防护装置检修运用管理细则：武铁辆2018413 号S（编辑陈建国）