淺談橋梁索力動測儀不確定度分類與計算方法

（重慶交通大學 400074）

淺談橋梁索力動測儀不確定度分類與計算方法

王榮川

（重慶交通大學 400074）

對引起索力動測儀不確定度的各種因素進行分析，提出了索力動測儀不確定度的量化方法，對各種影響因素進行了詳細的分類。

不確定度； A類評定；B類評定；重復性；穩定性

1.前言

測量不確定度可分為標準不確定度和擴展不確定度，標準不確定度的分為A類標準不確定度和B類標準不確定度A類標準不確定度和B類標準不確定度合成叫做合成標準不確定度，擴展不確定度可分為包含因子k=2、3情況和p為包含概率的情況

2.索力動測儀不確定度的分類與計算

分析索力動測儀不確定度來源及其評定是對其進行不確定度計算的前提，本項目在室溫（10～35）℃，校準過程中溫度波動不大于2℃的測量環境下，將錨索測力計（壓力環）視為標準裝置，將《索力動測儀校準規范》適用的索力動測儀視為被校對象，基于弦振動理論，利用加速度傳感器拾取被測對象的隨機振動信號，通過信號采集分析儀識別其各階振動固有頻率，根據拉力與振動固有頻率之間的對應函數關系，得到實測拉力。

（1）不確定度計算假設

（2）不確定計算模型

數學模型為：

式中：δ—索力動測儀示值誤差；

合成標準不確定度評定模型

故1-4公式可簡化為：

（3）標準不確定度分量評定計算

1）標準裝置傳遞引起的不確定度

由調研可知，壓力環精準度為0.5%，允許偏差為：

則由此產生的不確定度為：

相對不確定度：

2）索力動測儀測量模型參數傳遞所帶來的不確定度

① m引起的不確定度

② L引起的不確定度

③ f1引起的不確定度

由合成標準不確定度得：

則相對標準不確定度：

3）偏移引起的不確定度

用B類不確定度評定，假設其均勻分布：

則相對標準不確定度：

4）重復性引起的不確定度

重復性引起的標準不確定度：

重復性引起的相對標準不確定度：

5）穩定性引起的不確定度

設連續四年對索力動測儀進行復校，每年得到的索力動測儀示值平均值分別為則連續四年的示值平均值的平均值為：

穩定性引起的標準不確定度為：

穩定性引起的相對標準不確定度為：

6）復現性引起的不確定度

設分別由三人對索力動測儀進行校準試驗，分別得到索力動測儀示值平均值為

相對標準不確定度為：

表2-3 極差系數表

由上結果可計算合成相對標準不確定度為：

表2-4 不確定度來源與計算簡表

3.結論

針對索力動測儀不確定度分類與計算，學習了不確定度評定方法，并與拉索測試的實際工程相結合。總結出適用于索力動測儀的不確定度分類與計算，并將其進行更加嚴謹的分類，使其更加通俗易懂，例如：不確定度來源可分為與真值直接相關的來源和與真值不直接相關的來源兩大類，并將所有可能的不確定度都羅列到所給出的不確定度來源里，更加深入的了解了偏移對應的不確定度。在對索力動測儀進行不確定度評定后，發現拉索的單位長度質量所產生的不確定度分量占總不確定度相當大的份額，所以在拉索生產時需嚴格控制其單位長度質量的誤差，以減少索力動測儀不確定度和工程安全問題。

[1]鄭罡，倪一清，高贊明，徐興. 斜拉索張力測試和參數評估的理論和應用[J].土木工程學報，2005，03：64-69.

[2]李東旭，高等結構動力學[M].科學出版社，2010.9.

[19]Irvine H. Max. Cable Structure[J]. 1981.

[3]Elsa de Sá Caetano E. Cable vibrations in cable-stayed bridges[M]. IABSE，2007.

[4]Casas J R. A combined method for measuring cable forces： the cable-stayed Alamillo bridge， Spain[J]. Structural Engineering International， 1994， 4(4)： 235-240.

[6]顧龍方, 陳意華, 宋明順. 計量學的新進展[J]. 中國計量學院學報, 2002, 13(4)： 270-273.

[7]邵長江,喻梅,振動法測斜拉索索力[J],四川建筑,2003(01).

[8]李東升，計量學基礎[M]，機械工業出版社，2014.

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1007-6344（2017）04-0052-02