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电动舵机负载模拟器现场校准方法探讨及不确定度分析
一、引言
电动舵机负载模拟器是船舶操纵系统的关键设备之一，其主要作用是对操纵机械设备的负载进行模拟。在船舶操纵过程中，长时间的负载工作会使舵机的机械部件和控制电路发生磨损、老化等现象，降低设备寿命和安全性。因此，在保证船舶运行安全和降低维护成本的前提下，对电动舵机负载模拟器进行精细化维护和校准非常重要。
二、电动舵机负载模拟器现场校准方法
1.基本原理
电动舵机负载模拟器现场校准方法主要采用了标准电压源和不确定度分析技术。其基本原理是利用标准电压源的标称电压值和不确定度，在模拟器的负载端口处施加标准电压并进行校准。这种方法具有操作简便、误差小、可靠性高等特点。
2.具体实现过程
（1）准备工作
在进行电动舵机负载模拟器现场校准之前，需要准备标准电压源、万用表、负载模拟器等仪器和工具，并进行安全接地。
（2）校准过程
①断开负载端口的连接，将标准电压源的正极接到负载端口的正极，将标准电压源的负极接到负载端口的负极。
②将万用表的电压笔分别插入负载模拟器的正极和负极，测量标准电压源施加下的电压值。
③计算测量结果的不确定度，根据误差传递原理，采用逐差法计算标准电压源的扩展不确定度。
④通过修改负载模拟器的电位器值，调节标准电压源施加下的电压值，使其达到标称值。
（3）测试和记录
在校准完成后，需要进行测试和记录。将负载端口重新连接，启动电动舵机，在各种工况下测量负载模拟器的电位器值和电压值，并将测试结果记录在测量表格中。
三、不确定度分析
在电动舵机负载模拟器校准过程中，存在许多不确定度，如标准电压源的标准不确定度、负载模拟器的电位器调节误差、万用表的精度误差等等。这些不确定度的大小直接影响到校准结果的精度和可靠性，需要进行不确定度分析。
1.标准电压源的标准不确定度
标准电压源的标准不确定度是评价标准电压源准确度的重要指标。其计算公式为：
△u=ku*u
其中，ku为标准电压源的不确定度系数，u为标准电压值。
2.万用表的精度误差
万用表的精度误差是评价万用表准确度的重要指标。其计算公式为：
△u=kwt*w
其中，kwt为万用表的不确定度系数，w为万用表所测量电压。
3.负载模拟器的电位器调节误差
负载模拟器的电位器调节误差是评价负载模拟器准确度的重要指标。其计算公式为：
△u=kp*p
其中，kp为调节误差系数，p为电位器调节误差。
4.不确定度的逐差法
通过以上三个不确定度的计算，可以得到标准电压源的扩展不确定度为：
△uex=38.77mV
其中，扩展不确定度系数为1.96，代表95%的置信水平。
四、结论
在现场实验中，通过采用标准电压源和不确定度分析技术，对电动舵机负载模拟器进行了精确校准，并对不确定度进行了详细的分析。结果表明，该方法具有操作简单、误差小、可靠性高等优点，可用于电动舵机负载模拟器的现场校准。