液壓千斤頂測(cè)量不確定度的評(píng)定方法

黃　瑩（通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)（上海）有限公司，上海　200233）

液壓千斤頂測(cè)量不確定度的評(píng)定方法

黃瑩
（通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)（上海）有限公司，上海200233）

液壓千斤頂主要由油泵、油室、儲(chǔ)油腔、搖把、活塞、油閥等部分組成，是一種構(gòu)造簡單、便于攜帶、重量輕、移動(dòng)方便的小型起重設(shè)備，主要用以起升重物，得到廣泛的應(yīng)用。另外，在大量的實(shí)踐操作中證明，液壓千斤頂還具有工作平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、自鎖作用等優(yōu)勢(shì)，這也是被廣泛應(yīng)用的主要原因。當(dāng)然，液壓千斤頂在使用過程中具有起升速度慢、起重高度受限等缺點(diǎn)，在應(yīng)用過程中需要結(jié)合實(shí)際的情況盡量規(guī)避其缺點(diǎn)。

液壓千斤頂不確定度評(píng)定方法

液壓千斤頂在工作的過程中，需要注意的是承載的負(fù)荷不能超出其負(fù)載能力，避免對(duì)液壓千斤頂造成損壞或是影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。在近些年來，作者通過對(duì)液壓千斤頂大量工作情況的分析中發(fā)現(xiàn)，液壓千斤頂經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)測(cè)量不確定度的現(xiàn)象，而引起不確定度的因素有很多，其主要來源于標(biāo)準(zhǔn)器、溫度變化、檢定重復(fù)性等，為了提高液壓千斤頂測(cè)量質(zhì)量，必須對(duì)不確定度分量進(jìn)行評(píng)定，對(duì)此，本文主要對(duì)壓千斤頂測(cè)量不確定度的評(píng)定方法進(jìn)行分析。

1　液壓千斤頂測(cè)量不確定度的主要來源

液壓千斤頂是一種簡單的起重設(shè)備，并有著測(cè)量的功能［1］。但是，就當(dāng)今液壓千斤頂?shù)氖褂们闆r來看，存在測(cè)量不確定度的現(xiàn)象，如，測(cè)量過程中的系統(tǒng)效應(yīng)、隨機(jī)效應(yīng)測(cè)量產(chǎn)生的不確定度，另外，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的過程中，也可能因?yàn)樾藜s的原因而導(dǎo)致測(cè)量出現(xiàn)不確定度的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響到液壓千斤頂?shù)氖褂眯省?/p>

在對(duì)液壓千斤頂分析檢定的過程中，發(fā)現(xiàn)引起液壓千斤頂測(cè)量不確定度的來源主要有以下幾方面：①一般情況下，液壓千斤頂?shù)墓ぷ鳝h(huán)境需要在規(guī)定條件下運(yùn)行，而且還要確保工作位置在標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)下，在對(duì)液壓千斤頂進(jìn)行檢定的過程中發(fā)現(xiàn)，即使工作環(huán)境以及工作狀態(tài)都滿足規(guī)定要求，但卻存在重復(fù)性引入標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象，從而引起不確定度分量的出現(xiàn)。②在對(duì)液壓千斤頂示值進(jìn)行估算的過程中，如果估算不準(zhǔn)確的話，將會(huì)引起液壓千斤頂測(cè)量出現(xiàn)不確定度分量。③在工作環(huán)境以及工作位置狀態(tài)都滿足規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的情況下，如果應(yīng)變式標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀出現(xiàn)問題的話，也會(huì)引起液壓千斤頂測(cè)量不確定度分量的發(fā)生。④液壓千斤頂工作環(huán)境出現(xiàn)變化，如，溫度的變化等，會(huì)造成液壓千斤頂測(cè)量出現(xiàn)不確定度的情況。

通過以上的分析了解到，液壓千斤頂在使用的過程中，可能受到多方面因素的影響而出現(xiàn)不確定度分量，再加上引起不確定度分量來源發(fā)生的模糊性、隨機(jī)性的原因，使得，液壓千斤頂測(cè)量時(shí)無法確定有哪些原因而導(dǎo)致液壓千斤頂不確定度的發(fā)展，同時(shí)也不能正確評(píng)定不確定度的來源，從而對(duì)液壓千斤頂?shù)氖褂眯试斐芍苯拥挠绊懀?］。

2　液壓千斤頂測(cè)量不確定度的評(píng)定方法

2.1標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定度分量

液壓千斤頂在使用的過程中，經(jīng)常會(huì)因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)器而引入不確定度分量，針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)器引入不確定度分量的評(píng)定方法需要結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)器的實(shí)際工作狀態(tài)進(jìn)行研究分析［3］。如果按照依據(jù)規(guī)程的話，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備應(yīng)采用0.3級(jí)或0.3級(jí)以上的應(yīng)變式標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀，同時(shí)，要保證液壓千斤頂測(cè)量需要在標(biāo)準(zhǔn)工作位置狀態(tài)下以及規(guī)定的工作環(huán)境條件下運(yùn)行，在對(duì)應(yīng)變式標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀引入不確定度分量的調(diào)查來分析，在U=0.3%且k=2.58的話，分布服從正態(tài)分布，經(jīng)查JJF1059-1999中的表2，再結(jié)合活塞面積0.1m2，以及C1=10、指示器指示值為10MPa的情況下，液壓千斤頂標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量U-1如下：

表1　標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量評(píng)定表

2.2環(huán)境溫度變化引入不確定度分量的評(píng)定方法

通過以上對(duì)液壓千斤頂測(cè)量不確定度的主要來源分析得知，在環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，對(duì)液壓千斤頂測(cè)量也會(huì)帶來不確定度分量，環(huán)境溫度的變化主要包括油溫的變化、室溫的變化，對(duì)環(huán)境溫度變化引入不確定度分量的評(píng)定方法主要從這兩方面進(jìn)行［4］。作者在對(duì)本次的評(píng)定過程中，由于室內(nèi)溫度的變化極小，而受到室內(nèi)溫度所引起的液壓千斤頂測(cè)量不確定度分量幾乎可以忽略不計(jì)，因此，本次對(duì)溫度變化引入不確定度分量的評(píng)定主要針對(duì)油溫變化進(jìn)行評(píng)定。

一般情況下，液壓千斤頂在正常使用的過程中，油溫必須按照規(guī)定要求控制在一定溫度范圍內(nèi)，大多都是將油溫控制在20℃至30℃之間，為了有效的對(duì)油溫變化引入不確定度分量進(jìn)行評(píng)定，在這里主要取油溫的上限溫度30℃進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)以上提到的相關(guān)信息，油溫變化下引入的不確定度分量評(píng)定標(biāo)U-2準(zhǔn)如下：

2.3檢定重復(fù)性引入不確定度分量的評(píng)價(jià)方法

檢定重復(fù)性是引入液壓千斤頂測(cè)量不確定度分量的重要來源之一，而且，檢定重復(fù)性的多發(fā)性也比較高，因此，在低液壓千斤頂測(cè)量不確定度分量評(píng)定的過程中，必須將檢定重復(fù)性因素的評(píng)定重視起來［5］。一般情況下，液壓千斤頂在規(guī)定工作環(huán)境以及標(biāo)準(zhǔn)的工作位置狀態(tài)下運(yùn)行的過程中，如果在對(duì)液壓千斤頂檢查的過程中發(fā)現(xiàn)存在檢定重復(fù)性引入標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的話，可以從檢定重復(fù)性測(cè)量的數(shù)據(jù)中進(jìn)行分析和評(píng)定，主要采用統(tǒng)計(jì)分析的方式來對(duì)其進(jìn)行評(píng)定，并設(shè)檢定重復(fù)性引入的不確定度分量為U-3。

例如，在對(duì)一臺(tái)液壓千斤頂進(jìn)行重復(fù)檢定時(shí)，在100KN處得出以下一組數(shù)據(jù)：

那么，在采用極差計(jì)算法來進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差試驗(yàn)的公式如下：

通過以上對(duì)三種引入液壓千斤頂測(cè)量不確定度分量的評(píng)價(jià)方法中分析了解到，雖然液壓千斤頂在測(cè)量過程中極易出現(xiàn)測(cè)量不確定度的現(xiàn)象，但通過以上對(duì)測(cè)量不確定度分量的評(píng)價(jià)指標(biāo)來看，可以有效的分析出不確定度分量標(biāo)準(zhǔn)，并將多種標(biāo)準(zhǔn)合計(jì)來計(jì)算機(jī)整體的不確定度，從而保證液壓千斤頂使用的有效性。標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量評(píng)定表如下（如表1所示）。

通過表1的分析中可以計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度如下：

那么，相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

U-crel=0.067/9.8=0.68%

通過以上對(duì)液壓千斤頂測(cè)量不確定度的評(píng)價(jià)分析結(jié)果來看，液壓千斤頂測(cè)量整體不確定度標(biāo)準(zhǔn)滿足測(cè)量要求［6］。

3　結(jié)語

綜上所述，隨著液壓千斤頂應(yīng)用越來越廣泛，對(duì)液壓千斤頂測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量要求也越來越高，如果測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)誤差的話，將會(huì)對(duì)整個(gè)測(cè)量質(zhì)量造成影響。就當(dāng)今液壓千斤頂測(cè)量情況來看，由于受到多種不確定度因素的影響，使得液壓千斤頂?shù)臏y(cè)量準(zhǔn)確率以及質(zhì)量一直不高。通過本文對(duì)液壓千斤頂測(cè)量不確定度評(píng)定方法的分析，作者結(jié)合自身多年工作經(jīng)驗(yàn)，以及自身對(duì)液壓千斤頂測(cè)量的了解，主要對(duì)現(xiàn)階段液壓千斤頂測(cè)量不確定度的主要來源進(jìn)行剖析，同時(shí)，也從標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定度分量、環(huán)境溫度變化引入不確定度分量的評(píng)定方法、檢定重復(fù)性引入不確定度分量的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行分析，并通過標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量評(píng)定表來計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，以此來確定液壓千斤頂測(cè)量不確定度分量是否符合測(cè)量要求。希望通過本文的分析，對(duì)提升液壓千斤頂測(cè)量質(zhì)量給予一定的幫助。

［1］付昌林，唐勇.預(yù)應(yīng)力張拉施工用液壓千斤頂裝置校準(zhǔn)不確定度評(píng)估（一）［J］.實(shí)用測(cè)試技術(shù)，2012（02）.

［2］王承忠.測(cè)量不確定度基本原理和評(píng)定方法及在材料檢測(cè)中的評(píng)定實(shí)例 第一講 測(cè)量不確定度的基本原理和定義［J］.理化檢驗(yàn)（物理分冊(cè)），2013（09）.

［3］李慎安.JJF 1059—1999《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》討論之十六 不確定度評(píng)定中重復(fù)性限與復(fù)現(xiàn)性限的應(yīng)用［J］.工業(yè)計(jì)量，2013（02）.

［4］倪育才.測(cè)量不確定度理解與應(yīng)用（七） 關(guān)于測(cè)量不確定度的基本概念［J］.中國計(jì)量，2014（01）.

［5］劉自雄，曹恩華，杜永深.穿心式帶載升降液壓千斤頂研制成功［J］.建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理，2013（05）.

［6］陳翔.液壓千斤頂示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定［J］.科學(xué)咨詢（科技管理），2011（08）.