壓力試驗機測量結(jié)果不確定度評定

陳海濱 曾素娣 吳郅俊

【摘 要】壓力試驗機是力值傳遞的最基本的計量器具之一，廣泛的應(yīng)用于工程建設(shè)領(lǐng)域。依據(jù)JJG139-2014《拉力、壓力和萬能試驗機檢定規(guī)程》， 對一臺量程為（0～300）kN，精度等級為1.0級的試驗機的50kN點和300kN點進行測量結(jié)果不確定度評定壓力試驗機是工程建設(shè)試驗室中最為常見的力學(xué)計量器具，其測量結(jié)果直接影響到工程建設(shè)質(zhì)量。本文以一臺300kN壓力試驗機為例，對壓力試驗機測量結(jié)果誤差進行分析，并評定測量結(jié)果的不確定度。

【關(guān)鍵詞】壓力試驗機 不確定度評定 誤差分析

1 概述

在溫度：23.0℃，相對濕度：69%的實際測量的環(huán)境下，采用百分表式0.3級標準測力儀，預(yù)壓壓力試驗機三次至額定負荷后，開始檢定。驅(qū)動試驗機對標準測力儀施加負荷至測量點，以標準測力儀標準力值為依據(jù)，在試驗機指示裝置上讀取與標準力值相對應(yīng)的試驗機進程顯示值，以試驗機的3次進程示值的算術(shù)平均值作為測量結(jié)果，以計算出被測試驗機示值相對誤差及重復(fù)性。

2 數(shù)學(xué)模型

式中：——試驗機示值相對誤差；

——標準測力儀示值對應(yīng)的試驗力；

——試驗機試驗力示值算術(shù)平均值。

3 標準不確定度評定

3.1 測量不確定度的來源

（1）由測量過程中被檢試驗機示值重復(fù)性引入的標準不確定度分量；

（2）由標準測力儀引入的標準不確定度分量；

（3）由在測量過程中溫度變化引入的標準不確定度分量；

（4）由測量人員讀數(shù)誤差引入的標準不確定度分量

（5）由被測試驗機指示裝置分辨力引入的不確定度分量

3.2 測量結(jié)果不確定度的評定

3.2.1 根據(jù)檢定試驗機時的3次實際測量數(shù)據(jù)，計算出被檢試驗機示值重復(fù)性相對誤差，計算由此引入的標準不確定度分量，采用A類評定

50kN時：

試驗機檢定進程示值Fi（kN）

3.2.2 由所使用的標準測力儀引的標準不確定度

本次測量采用0.3級的百分表式標準測力儀，根據(jù)國家力值檢定系統(tǒng)表中得知，該標準測力儀的擴展不確定度=0.3%，k=3；故由此引入的標準不確定度為：

3.2.3 在檢定過程中由于溫度變化引入的標準不確定度

根據(jù)材料試驗機檢定規(guī)程，在檢定過程中溫度變化不超過2℃，因百分表式測力儀有彈性體由合金含量不超過7%的鋼材制造時，其溫度系數(shù)K=0.00027/℃，故由此引起的最大誤差，取其半寬，估計為均勻分布，由此引入的標準不確定度為：

3.2.4由在測量過程中人員讀數(shù)誤差引入的標準不確定度

在材料試驗機的檢定過程中，百分表式標準測力儀由于人員讀數(shù)可能產(chǎn)生0.001mm誤差，對于每個負荷點可產(chǎn)生的示值誤差為，（為每個負荷點的示值）故由此引入的標準不確定度為

3.2.5被檢試驗機試驗力指示裝置的分辨力引的標準不確定度

被檢試驗機試驗力指示裝置的分辨力r=0.01kN，估計為均勻分布，由此引入的不確定度為：

4 合成標準不確定度

6 結(jié)語

本次壓力試驗機檢定示值相對誤差結(jié)果如下：

q（50kN）=+0.10% ，Ur（50kN）=0.25% ，k=2

q（300kN）=-0.15% ，Ur（300kN）=0.20% ，k=2

參考文獻：

[1]JJG139-2014《拉力、壓力和萬能試驗機檢定規(guī)程》[J].北京：中國計量出版社，2014.

[2] JJF1059-1999.測量不確定度評定與表示.1999.

[3]洪寶林.力學(xué)計量：上冊[M].北京：原子能出版社，2002.