工程材料檢測中不確定度的評(píng)定方法研究

1、工程材料檢測中不確定度的評(píng)定方法研究摘要:對(duì)于工程材料檢測檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室,為進(jìn)步測量不確定度評(píng)定的可靠性,必須合理制定測量不確定度的評(píng)定程序。本文重點(diǎn)討論鋼筋拉伸試驗(yàn)測量不確定度的評(píng)定方法和數(shù)學(xué)表達(dá)。并對(duì)評(píng)定程序和方法進(jìn)展分析，對(duì)今后類似測量中的不確定度評(píng)定提供參考。關(guān)鍵詞:材料檢測;測量不確定度;數(shù)學(xué)模型;評(píng)定1.前言從原那么上講，在給出任何測量結(jié)果的同時(shí)均應(yīng)該給出測量結(jié)果的不確定度。在國家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可工作中，is/ie17025：1999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，檢測實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該有才能對(duì)所有的檢測結(jié)果進(jìn)展不確定度的評(píng)定。本文結(jié)合“福建省公路工程試驗(yàn)檢測中心國家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可工作，對(duì)測量不確定度評(píng)定中，如何建立數(shù)學(xué)模型

2、，如何分析與計(jì)算不確定度分量，非線形數(shù)學(xué)模型處理，包含因子的取值，以及是否需要計(jì)算自由因子等問題，提供一些詳細(xì)的實(shí)用性的解決思路。本方法適宜于檢測實(shí)驗(yàn)室的測量不確定度的評(píng)定。2.試驗(yàn)原理鋼筋試件的截面為圓形。拉伸強(qiáng)度以試驗(yàn)過程中最大作用力除以試件的截面積表示。忽略溫度和應(yīng)變率對(duì)測量結(jié)果的影響。試件直徑用千分尺測量。3.數(shù)學(xué)模型第一步找出所有對(duì)測量結(jié)果有影響的影響量，即所有的測量不確定度來源，再建立滿足測量所要求準(zhǔn)確度的數(shù)學(xué)模型。在溫度和其他條件不變時(shí)，鋼筋拉伸強(qiáng)度表示為：式中，r抗拉強(qiáng)度(pa)；f試件斷裂時(shí)的拉力(n)；s。試件截面積(2)；d試件直徑()。由于上述數(shù)學(xué)模型存在顯著的非線形，

3、所以不確定度傳播定律中的所有不確定度全部改用相對(duì)不確定度來表示，而不需考慮高階項(xiàng)。于是，測量不確定度評(píng)定的數(shù)學(xué)模型為：u2rel(r)=u2rel(f)+4u2rel(d)4.測量不確定度的評(píng)定步驟4.1計(jì)算各測量不確定度分量，ui(y)4.1.1直徑測量引入的不確定度分量，urel(d)試件標(biāo)稱直徑10,直徑測量不確定度由兩部分組成，即千分尺的示值誤差導(dǎo)致的不確定度和操作者所引入的測量不確定度。1千分尺示值誤差導(dǎo)致的不確定度，u1(d)假設(shè)千分尺的最大允許誤差為3,以均勻分布估計(jì)，那么：4.1.2拉力f測量所引入的不確定度分量，urel(f)拉力f的測量不確定度來源于儀器校準(zhǔn)的不確定度，儀器

4、的測量不確定度和讀數(shù)不確定度等三方面。1儀器校準(zhǔn)的不確定度，u1rel(f)假設(shè)儀器校準(zhǔn)的不確定度為u95=0.2%，于是標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：3讀數(shù)的不確定度，u3rel(f)以滿刻度為200kn，分度值為0.5kn的指針式儀表為例，假設(shè)可以估讀到五分之一分度，即0.1kn，依相對(duì)值估計(jì)為0.05%。由于被測件不一定在滿刻度處斷裂，并且在選擇儀器的測量范圍時(shí)通常使斷裂時(shí)指針的位置不小于滿刻度的五分之一。假設(shè)測量時(shí)斷裂即發(fā)生在該處，那么0.1kn即相當(dāng)于0.25%。假定其為均勻分布，故標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：5.測量不確定度報(bào)告拉伸強(qiáng)度r=509.35.6pa。其中擴(kuò)展不確定度u=5.6pa是由標(biāo)準(zhǔn)不確定度

5、u=2.8pa乘以包含因子k=2得到。6.評(píng)定方法效果評(píng)價(jià)理論說明，對(duì)于工程材料力學(xué)測量中不確定度的評(píng)定，用直接評(píng)定法無法評(píng)定的具有一定難度的檢測工程，都可參照上述方法進(jìn)展評(píng)定。該評(píng)定法對(duì)檢測結(jié)果不確定度的評(píng)定具有可行性，并且進(jìn)步了試驗(yàn)結(jié)果測量不確定度的準(zhǔn)確性和可靠性，解決了不確定度評(píng)價(jià)中的某些難點(diǎn)。本研究證實(shí)了中國合格評(píng)定國家認(rèn)可委員會(huì)新發(fā)布的nas-gl10：2022?材料理化檢驗(yàn)測量不確定度評(píng)估指南及實(shí)例?所給予的指導(dǎo)是正確的。該方法施行效果，必將在今后工程材料檢測中得以彰顯。參考文獻(xiàn)：1測量不確定度評(píng)定與表示jjf1059-1999.2中國實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可委員會(huì)編著中國實(shí)驗(yàn)室注冊評(píng)審員培訓(xùn)教程，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2001.3i