航天器检漏线性拟合参数的不确定度评定分析

　　航天器检漏中需要进行线性参数拟合及其不确定度的评定。采用最小二乘法建立线性方程的斜率公式,推导斜率的A 类及B 类不确定度的计算公式,对其进行合理简化及影响分析。最后,实例说明该方法的具体应用。

　　0、引言

　　航天器在研制过程中,推进系统组装、大型试验及发射场阶段均需要采用不同方法进行检漏。目前用于航天器检漏的方法主要有加压真空检漏法、真空静态累积检漏法、大气累积检漏法、差压法。

　　在进行数据分析及处理时,最小二乘法进行直线回归拟合的方法得到了广泛应用。如在真空静态累积检漏、大气累积检漏、差压检漏中计算浓度或压力增长速率,以及质量-压升法测量检漏容器容积等。

　　随 着不确定度评定的推广,不确定度评定及其方法得到了深入的应用,也得到了较为系统的发展与应用。其中涉及到对线性模型斜率的A类不确定度及B 类不确定度评定方法。目前,斜率的A 类不确定度评定的方法已经有很多文献进行了论述,而斜率的B 类不确定度的评定缺乏相应的方法,也未得到重视。文章结合航天器检漏的需要,在文献相关研究的基础上,通过对过原点一元一次直线模型进行分析,提出了线性模型斜率B 类不确定度可行的评定方法。

1、检漏中一元一次线性模型

　　以航天器正压累积检漏为例,检漏过程分为两个阶段。首先将标准漏孔放入卫星包装箱内密封进行浓度累积,每隔一段时间用氦质谱检漏仪对包装箱内氦气浓度进行测量,并记录测量时间；接着将卫星放入包装箱并密封,按照漏孔累积的方法测量和记录包装箱内氦浓度的变化。卫星总漏率Qs 的计算如公式(1)：

　　式中：p、V、t、I 为相应状态的大气压力、包装箱有效容积、测量时间间隔、浓度反应值；下标l、s 分别对应漏孔累积及卫星累积时的测量量；Ql 为标准漏孔的标称值。

　　令Ll =l / tl,Ls =Is / 驻ts,通过对测量数据进行线性回归计算Ll、Ls。正压累积检漏计算模型可表示为：

　　在计算Qs 的不确定度时,Ll、Ls 的不确定度是其重要的一部分。同时,如果Vl、Vs 是通过质量-压升充气法计算的数据时,其向Qs 不确定度引入的途径是相同的。以上可以归结为一元一次直线方程斜率的计算及不确定度评定。下面以过原点的一元一次直线模型进行分析。

6、结论

　　在航天器检漏试验中,存在多种测量手段和方法获得关键参数,而参数的计算及其不确定度评定也应用不同的方法。直线斜率的不确定度评定方法则提供了斜率的A 类不确定度,尤其是其B 类不确定度的计算方法,供相关检漏及其他相关专业借鉴。