乳化瀝青微粒離子電荷試驗(yàn)儀校準(zhǔn)方法研究

張宇明

（福建省計(jì)量科學(xué)研究院，福建福州 350003）

乳化瀝青微粒離子電荷試驗(yàn)儀校準(zhǔn)方法研究

張宇明

（福建省計(jì)量科學(xué)研究院，福建福州 350003）

為解決乳化瀝青微粒離子電荷試驗(yàn)儀的校準(zhǔn)問(wèn)題，在簡(jiǎn)要分乳化瀝青微粒離子電荷試驗(yàn)儀工作原理的基礎(chǔ)上，對(duì)其校準(zhǔn)參數(shù)和校準(zhǔn)方法進(jìn)行探討，最后采用GUM法對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度進(jìn)行分析。分析結(jié)果表明，所構(gòu)建的乳化瀝青微粒離子電荷試驗(yàn)儀校準(zhǔn)系統(tǒng)可用于對(duì)乳化瀝青微粒離子電荷試驗(yàn)儀的校準(zhǔn)工作。

乳化瀝青微粒離子電荷試驗(yàn)儀；校準(zhǔn)方法；量值溯源

1 工作機(jī)理

乳化瀝青微粒離子電荷試驗(yàn)儀是用于測(cè)定各類(lèi)乳化瀝青微粒離子電荷性質(zhì)的專(zhuān)用儀器。其工作機(jī)理為：通過(guò)插入乳化瀝青的正負(fù)電極間產(chǎn)生的電流，使乳化瀝青內(nèi)微粒離子向另一電極沉積，以判定乳化瀝青中微粒離子的電荷為陰離子還是陽(yáng)離子。乳化瀝青微粒離子電荷試驗(yàn)儀由直流電源、計(jì)時(shí)器、容器、電極板和固定支架等組成，乳化瀝青微粒離子電荷試驗(yàn)儀示意圖如圖1所示［1-2］。

2 校準(zhǔn)方法

從乳化瀝青微粒離子電荷試驗(yàn)儀工作機(jī)理可知，影響乳化瀝青微粒離子電荷試驗(yàn)儀試驗(yàn)結(jié)果的主要因素包括:直流電源電壓的準(zhǔn)確度、電極板尺寸的準(zhǔn)確度、電極板間距的準(zhǔn)確度、計(jì)時(shí)器時(shí)間的準(zhǔn)確度等。在對(duì)儀器進(jìn)行檢測(cè)之前應(yīng)先將其開(kāi)機(jī)并預(yù)熱30min。

圖1 乳化瀝青微粒離子電荷試驗(yàn)儀示意圖

2.1 直流電源電壓的校準(zhǔn)

根據(jù)儀器說(shuō)明書(shū)中對(duì)乳化瀝青微粒離子電荷試驗(yàn)儀的要求，直流電源電壓一般為6V，最大允許誤差為± 0.3V，故對(duì)該點(diǎn)誤差進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，由標(biāo)準(zhǔn)器、標(biāo)準(zhǔn)輔助設(shè)備、環(huán)境條件等所引起的擴(kuò)展不確定度應(yīng)優(yōu)于允許誤差的1/3。直流電源電壓校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)器可選用數(shù)字直流電壓表，其直流電壓量程范圍不低于10V，最大允許誤差一般不超過(guò)±0.05V。

2.2 電極板尺寸及間距的校準(zhǔn)

根據(jù)儀器說(shuō)明書(shū)和文獻(xiàn)［1］的要求，電極板尺寸及間距的要求如下表所示。電極板尺寸及間距的校準(zhǔn)可采用量程為0～150mm、分度值為0.02mm的游標(biāo)卡尺進(jìn)行校準(zhǔn)。

表1 電極板尺寸及間距

2.3 計(jì)時(shí)器時(shí)間的校準(zhǔn)

乳化瀝青微粒離子電荷試驗(yàn)儀說(shuō)明書(shū)要求，計(jì)時(shí)器時(shí)間的最大允許誤差不超過(guò)1s，故可采用電子秒表和數(shù)字毫秒計(jì)對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)時(shí)，由標(biāo)準(zhǔn)器、標(biāo)準(zhǔn)輔助設(shè)備、環(huán)境條件等所引起的擴(kuò)展不確定度應(yīng)優(yōu)于允許誤差的1/3。

3 校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度分析

通過(guò)對(duì)直流電源電壓校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行不確定度分析，其不確定度來(lái)源主要有：被測(cè)表測(cè)量重復(fù)性、直流數(shù)字電壓表標(biāo)準(zhǔn)器的準(zhǔn)確度等［3-4］。

數(shù)學(xué)模型△U=U-U0

表2 輸出電壓的10次測(cè)量結(jié)果

式中：△U——示值誤差；

U——混凝土氯離子電通量測(cè)定儀輸出電壓值；

U0——標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字多用表讀數(shù)值。

3.1 輸入量U的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（U）的評(píng)定

輸入量U的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要是由乳化瀝青微粒離子電荷試驗(yàn)儀的重復(fù)性引起的，可通過(guò)連續(xù)測(cè)量得到測(cè)量列，采用A類(lèi)方法進(jìn)行評(píng)定。對(duì)一臺(tái)乳化瀝青微粒離子電荷試驗(yàn)儀6V電源電壓點(diǎn)，連續(xù)測(cè)量10次，測(cè)量結(jié)果如表1所示：

根據(jù)貝塞爾公式

可得6V點(diǎn)單次測(cè)量試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差分別為：S=0.025V即u（U）=0.025V

3.2 輸入量U0標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（U0）的評(píng)定

按數(shù)字多用表說(shuō)明書(shū)的技術(shù)要求，量程為DCV 10V時(shí)，最大允許誤差ε=±（測(cè)量值的0.0035%+量程的0.0005%），當(dāng)測(cè)量值取表2的均值時(shí)，選擇10V檔，可得ε=±（6.076×0.0035%+10×0.0005%）=±0.000263V，區(qū)間的半寬a=0.000263V，則該儀器的最大允許誤差導(dǎo)致的不確定度可按均勻分布估計(jì)為：= 0.000152V。

3.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及擴(kuò)展不確定度的確定

3.4 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

取包含因子k＝2，則乳化瀝青微粒離子電荷試驗(yàn)儀的相對(duì)擴(kuò)展不確定度為：。

4 結(jié)論

本文在簡(jiǎn)要分乳化瀝青微粒離子電荷試驗(yàn)儀工作原理的基礎(chǔ)上，對(duì)其校準(zhǔn)參數(shù)和校準(zhǔn)方法進(jìn)行探討，最后采用GUM法對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度進(jìn)行分析。分析結(jié)果表明，所構(gòu)建乳化瀝青微粒離子電荷試驗(yàn)儀校準(zhǔn)系統(tǒng)可用于對(duì)乳化瀝青微粒離子電荷試驗(yàn)儀的校準(zhǔn)工作。

［1］JT/T923-2014.乳化瀝青微粒離子電荷試驗(yàn)儀［S］.北京：人民交通出版社，2014.

［2］林煥.攪拌干預(yù)下離析乳化瀝青微粒再分散過(guò)程的數(shù)值分析［D］.成都:西南交通大學(xué)，2014.

［3］JJF1059.1-2012測(cè)量不確定度評(píng)定與表示［S］.北京：中國(guó)質(zhì)檢出版社，2012.

［4］倪育才.實(shí)用測(cè)量不確定度評(píng)定［M］.北京：人民質(zhì)檢出版社，2014.

Study on the Calibration Method of the Particle Ionic Charge Tester forEmulsified Asphalt

Zhang Yuming
（Fujian Metrology Institute，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujian 350003）

In order to solve the calibration problem of particle ionic charge tester for emulsified asphalt，based on thebrief analysis of the working principle of particle ionic charge tester for emulsified asphalt，its calibration parametersand calibration method were discussed，finally，the uncertainty of calibration results was analyzed by adopting GUMmethod. Analysis results showed that the developed calibration system of particle ionic charge tester for emulsifiedasphalt can be used for the calibration of particle ionic charge tester for emulsified asphalt.

particle ionic charge tester for emulsified asphalt；calibration method；traceability

U414

：A

：1003-5168（2015）03-0132-2

2015-2-16

張宇明，男，工程師，研究方向：電磁計(jì)量測(cè)試技術(shù)的研究。