回弹仪弹击拉簧刚度测量不确定度评定论文_叶彬,陈海林

广东省韶关市质量计量监督检测所 广东韶关 512000

摘要:根据测量不确定度的定义,不确定度是与测量结果相联系的参数,它不但在数值上反映测量结果的分散性,而且在技术要求上要与测量结果相一致,二者应具有相同单位,测量结果通常是被测量的估计值,示值误差或修正值。根据《JJG817— 2011混凝土回弹仪》中对于回弹仪弹击拉簧刚度的不确定度的评定因与弹簧力值和伸长量有关,因此在不确定度的评定过程中得考虑其相关性。

关键词:不确定度; 拉簧刚度; 不确定度分量

1 测量方法

根据JJG817— 2011,混凝土回弹仪弹击拉簧刚度是用混凝土回弹仪弹击拉簧检定仪进行检定。检定时在混凝土回弹仪弹击拉簧上加砝码,并相应读取每次加荷后刻度尺上的拉伸长度,计算混凝土回弹仪弹击拉簧刚度的值。

2 建立数学模型

根据检定规程及检定方法,建立数学模型:

= ……………………(1)

式中:---- 拉簧刚度值(N/m);

---- 专用砝码质量(单位:kg);

---- 重力加速度9.7986 m/s;

---- 弹出拉簧检定仪的标尺长度(单位:m)。

3 灵敏系数和方差

3.1灵敏系数

3.2 方 差

4 标准不确定度分量来源及评定

4.1 由测量重复性引入的不确定度分量

用混凝土回弹仪弹击拉簧检定仪对一混凝土回弹仪弹击拉簧刚度重复测量 1O 次,结果如下:

表1 弹击拉簧刚度

得其平均值 ≈785.5 N/m

单次测量标准差 =2.23 N/m

因实际检定时取测量三次结果的平均值作为测量结果,故有

4.2 由标准器具引入的不确定度分量

4.2.1 由专用砝码引入的不确定度分量

专用砝码(2 kg)的质量允差为 ±0.1g 属均匀分布,=

式(1)中分别为 2 kg,4 kg,6 kg

=≈0.06 g=≈0.12 g=≈0.18 g

4.2.2 用标尺测量拉簧的伸长量引入的不确定度分量

(1)标尺的允差为± 0.1O mm,属均匀分布,=,由此引入的标准不确定度为:

(2)读数误差为 1/10 分度,即0.1 mm,属均匀分布,=,由此引入的标准不确定度为:

以上各分量无相关性,得合成标准不确定度为:

由于标尺测量拉簧的伸长量引入的不确定度分量不变,故 ===

此例中,=2 kg、=4 kg、=6 kg,=0.0249 m,=O.0499 m,= 0.0750 m

故弹击拉簧刚度的合成标准不确定度为:

≈0.81 N/m

4.3 由变换弹击拉簧角度引入的不确定度分量

变换弹击拉簧角度测量3次,3次测量的弹簧刚度相差值在8.0 N/m左右,用极差法分析,则有

5 合成标准不确定度

=3.13 N/m

6 扩展不确定度

扩展不确定度U,取 =2,则 U==3.13 2≈6.3 N/m。

7测量不确定度报告与表示

U=6.3 N/m,=2

结束语:

本文所建基本数学模型与有关检定规程和文献是一致的,但在具体应用上不同,因弹簧刚度是限定在一定范围内的一个固定参数,因此在评定过程中只要注重此范围内的弹击拉簧刚度的变量,再依据JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》的相关内容对其不确定度进行有效评定即可。

参考文献:

JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》

JJG817— 2011《混凝土回弹仪》

JJG(苏)59-2006《混凝土回弹仪计量检定装置检定规程》

作者简介:叶彬(19820203)浙江龙游,男,民族,本科,广东省韶关市质量计量监督检测所,工程师,计量方向。

论文作者:叶彬,陈海林

论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期

论文发表时间:2019/7/29

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