力學(xué)計(jì)量中測量不確定度的應(yīng)用分析

廖植敏

摘要：本文首先分析了測量不確定度在力學(xué)測量中的應(yīng)用，然后分析了應(yīng)用實(shí)際案例。希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：力學(xué)計(jì)量;測量不確定度;應(yīng)用分析

引言：

當(dāng)前測量不確定度在多個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，特別是建筑基礎(chǔ)工程中更是發(fā)揮重要作用。在力學(xué)測量中，先要?jiǎng)?chuàng)建數(shù)學(xué)模型，探究不確定度來源，將回彈儀、千斤頂?shù)扔袡C(jī)結(jié)合起來，對不確定度綜合分析，堅(jiān)持理論實(shí)踐相結(jié)合原則，通過制定測量方案、創(chuàng)建測量模型等方式進(jìn)行評定，使其與力學(xué)測量現(xiàn)實(shí)需求相適應(yīng)。

1測量不確定度在力學(xué)測量中的應(yīng)用研究

1.1測量不確定度的流程

1.1.1建立數(shù)學(xué)模型

在數(shù)學(xué)模型的建立過程中，主要任務(wù)是對不確定性進(jìn)行分析和確定，充分結(jié)合測量工作環(huán)境的實(shí)際情況，把握被測對象與變量之間的關(guān)系，把被測對象設(shè)為Y，后者設(shè)為Xi，嚴(yán)格按Y=f（X1、X2、...XN）來描述，在數(shù)學(xué)模型的分析過程中，應(yīng)充分考慮不確定性，并考慮作用因素，以保證整個(gè)測量過程的準(zhǔn)確性。對X1、X2、...XN和Y進(jìn)行整合，用前者的理想值x1、x2、...xN和后者的最佳數(shù)據(jù)y進(jìn)行全面的把控，需要研究Xi的不確定性。

1.1.2分析不確定度來源

從不確定度來源的角度出發(fā)，對數(shù)據(jù)模型的相關(guān)情況要進(jìn)行具體的了解，對被測對象進(jìn)行分析，并將影響因素整合在一起，以保證零件的精度。如果不及時(shí)處理不確定性來源的缺失問題，當(dāng)Y不確定性出現(xiàn)不足時(shí)，相應(yīng)的不確定性會(huì)隨著重復(fù)問題的出現(xiàn)而增加，對后續(xù)的一系列工作將會(huì)造成一定的阻礙。

1.1.3設(shè)計(jì)測量不確定度的A類評定方法

從設(shè)計(jì)A類測量不確定度評定方法的角度來看，A類測量不確定度評定方法主要是通過在評定過程中對數(shù)據(jù)進(jìn)行全面觀察和分析來實(shí)現(xiàn)的，其不確定度和標(biāo)準(zhǔn)差分別設(shè)置為u和σ。前者由所有觀測值組成。在這一點(diǎn)上，我們需要確定被測物體的估計(jì)值，分析測量的次數(shù)和獲得的值，分別設(shè)置為n、xi（i=1，2，...n），并設(shè)置平均值為，根

據(jù)公式計(jì)算測量值。需要掌握測量值的不確定度，將其設(shè)為s（），

此時(shí)可根據(jù)公式s（）=進(jìn)行操作。進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算分析的方法有很多，在進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，以免出現(xiàn)誤差。

1.2材料試驗(yàn)機(jī)示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定

在材料試驗(yàn)機(jī)示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定過程中，應(yīng)將測量方案和不確定度評定等結(jié)合起來。首先，確定程序。這一階段主要包括調(diào)查準(zhǔn)備、調(diào)查機(jī)制以及調(diào)查方法和具體程序。在實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的設(shè)置上，采用專業(yè)的試驗(yàn)機(jī)設(shè)備，設(shè)置外部環(huán)境參數(shù)，有效地掌握溫度因子、溫度指標(biāo)和溫差變化，分別設(shè)置在（10℃～35℃）、不大于80%和2℃/h。第二，建立一個(gè)測量機(jī)制。將測力設(shè)備準(zhǔn)備好，為了提高活塞的效率，可以通過調(diào)整一個(gè)特定的閥門來實(shí)現(xiàn)，重點(diǎn)是測試設(shè)備和測功機(jī)的狀態(tài)，這將為活塞提供一個(gè)外部負(fù)載。最后，建立測量手段和具體程序。

2應(yīng)用實(shí)際案例

2.1材料試驗(yàn)機(jī)示值誤差測量

首先，應(yīng)當(dāng)對測定的計(jì)劃加以研究，說明其所包含的程序，一般為測量準(zhǔn)備工作、運(yùn)行辦法和應(yīng)用模式。就準(zhǔn)備工作而言，要將專業(yè)試驗(yàn)機(jī)設(shè)備準(zhǔn)備完全，確定實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，考量外部環(huán)境參數(shù)值，并將外界環(huán)境的溫差、實(shí)時(shí)溫度和濕度指標(biāo)考慮在內(nèi)，一般設(shè)定為濕度、溫度、溫差分別是80%、（10°-35°）、2°C/h。就運(yùn)行模式而言，要事先將將測力裝置準(zhǔn)備好，運(yùn)用調(diào)整活塞閥門的方式，使其能夠發(fā)揮出高效的運(yùn)行優(yōu)勢，以此對測力裝置和實(shí)驗(yàn)裝置的工作情況予以觀察。一般來講，測力裝置的外部加載力來源是實(shí)驗(yàn)設(shè)備。就應(yīng)用模式而言，其直接反映出在應(yīng)用不確定度測量中具體程序和手段，本著均勻布設(shè)測定位置的原則，外力要與檢測位置相統(tǒng)一，進(jìn)而保障精準(zhǔn)性數(shù)據(jù)和結(jié)果的產(chǎn)出。分別計(jì)算出多次示值的算數(shù)平均數(shù)?F以及環(huán)境溫度t、定度溫度0t、溫度修正系數(shù)K、標(biāo)準(zhǔn)力值F，從而運(yùn)用公式說明試驗(yàn)機(jī)的示值誤差。再分別求出所對應(yīng)的不確定度，其中算數(shù)平均數(shù)的不確定度評定方法為A類，其余為B類。

2.2混凝土回彈儀率定值測量

混凝土回彈儀率定值測量結(jié)果的不確定度分析要按照基本流程開展，其要使用專業(yè)回彈儀，試驗(yàn)出相應(yīng)回彈儀率數(shù)值，并從多個(gè)角度完成對實(shí)際操作的要求，一般為四個(gè)方向，旋轉(zhuǎn)桿裝置，一般為直角關(guān)系，在確認(rèn)后選定好相應(yīng)的數(shù)值，準(zhǔn)確記錄完全后，整合率定值、測量示值。其中率定值包括數(shù)字回彈儀iL和標(biāo)準(zhǔn)鋼鉆L，借助公式?L=Li?L0求出系統(tǒng)的靈敏程度，進(jìn)而得到彈擊錘彈回的程度。對于回彈儀率的研究要分析運(yùn)算出不確定度，以此說明分析運(yùn)算的結(jié)果。

2.3千斤頂不確定度評定

在對千斤頂加以評定的環(huán)節(jié)中，同樣要立足于測定方案選取、數(shù)學(xué)模型架設(shè)和評定不確定度，從全局觀考量所給出的方案的精準(zhǔn)性，切實(shí)保證各項(xiàng)工作開展的深度和效果。選取科學(xué)方案的階段，要從測量手段、實(shí)驗(yàn)展開機(jī)理和準(zhǔn)備活動(dòng)三個(gè)方面予以深入，從而制定出具體的程序。要事先準(zhǔn)備好液壓裝置，細(xì)化各類誤差，一般包括結(jié)構(gòu)項(xiàng)目和樁基項(xiàng)目兩大類，將誤差分別管控在，并控制外部環(huán)境的運(yùn)行溫度。依據(jù)壓力表與千斤頂油管之間的連接和作用方式來實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)器間的連接作業(yè)。而過程中要時(shí)刻關(guān)注連接所產(chǎn)生的外部荷載，將油泵啟動(dòng)，查看參數(shù)信息，就所顯示的信息數(shù)據(jù)予以校準(zhǔn)，提升精準(zhǔn)性。給出模型內(nèi)所包含的壓力修正值a、標(biāo)準(zhǔn)方程斜率b、標(biāo)準(zhǔn)力值F，利用公式計(jì)算出千斤頂?shù)牟淮_定度。

結(jié)束語：

綜上所述，上文介紹了千斤頂、混凝土回彈儀率、材料試驗(yàn)機(jī)示值誤差的測定中如何利用不確定度來完成，說明此種測量不確定度在力學(xué)測量中的運(yùn)用范圍較廣，相關(guān)人員在對其他應(yīng)用情況分析時(shí)，要從模型建構(gòu)、來源分析和評定方法選擇的流程出發(fā)，以此確保所評定的不確定度具備精準(zhǔn)特點(diǎn)。

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