膠砂試體成型振實臺測量結果的不確定度評定

李奇芳　紅義

【摘要】 膠砂試體成型振實臺是水泥膠砂試件制備時的振實成型試驗設備，廣泛應用于建材檢測、市政檢測行業。本文介紹了膠砂試體成型振實臺測量結果的不確定度評定方法，分析了可能影響測量結果的各項不確定度分量，并給出了計算方法和公式，經過在實際工作中的應用，證明其滿足工作要求。

【關鍵詞】 膠砂試體成型振實臺;不確定度;校準方法

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2018.04.009

Uncertainty of Measurement Analysis and Evaluation of Cement Mortar Specimen Jolting Table

LI Qi-fang，HONG Yi

（East Measures Detection Technology Ltd.Liaoning，Shenyang 110027，China）

Abstract： Cement mortar specimen jolting table is a vibrating compaction test equipment for the preparation of cement mortar specimens. It is widely used in building material testing and municipal inspection industry. This paper introduces the uncertainty evaluation method of the measuring results of the cement mortar specimen jolting table，and analyses the uncertainty components that may affect the measurement results. The calculation method and formula were given. It is proved that it meets the requirements of work in practice.

Key words： cement mortar specimen jolting table;uncertainty;calibration method

水泥在建筑使用中需要進行水泥膠砂強度的檢測、抗折和抗壓的試驗來進行水泥膠砂試件的制備。膠砂試體成型振實臺是水泥膠砂試件制備時的振實成型試驗設備，廣泛應用于建材檢測、市政檢測行業。測量依據JJG （建材）124-1999《膠砂試體成型振實臺檢定規程》，使用電子秒表、專用量塊以及塞尺為主要計量標準器，可對膠砂試體成型振實臺（以下稱振實臺）的振幅和振動時間進行測量，測量時要求室內保持清潔、無腐蝕性氣體，常溫下電源電壓的波動不超過±7%。振幅使用專用量塊以及塞尺為標準器進行測量，振動時間采用直接測量方法測量。

1 振實臺振幅不確定度評定

1.1 建立測量模型

[e=h-H]

式中：[e]——振幅的示值誤差（mm）;[h]——振動臺的振幅（mm）;[H]——專用量塊厚度（mm）。

1.2 求靈敏系數

由[e=h-H]求得：

[c1=?e/?h=1]

[c2=?e/?H=-1]

1.3 標準不確定度評定

1.3.1 不確定來源

標準器專用量塊引入的標準不確定度;標準器塞尺引入的標準不確定度;重復性引入的標準不確定度。

1.3.2 標準器專用量塊引入的標準不確定度分量[u11]

使用專用量塊和塞尺來確定具體振幅值。專用量塊的厚度為14.7+0.05mm和15.3-0.05mm，取半寬為0.025mm，按均勻分布，則：

[u11=0.025/3]≈0.015mm

1.3.3 標準器塞尺引入的標準不確定度分量[u12]

塞尺的測量范圍為（0.02～1.00）mm，MPE：±（0.005～0.016）mm，取最大誤差±0.016mm進行分析，取半寬為0.016mm，按均勻分布，則：

[u12]=0.016/[3]≈0.0093mm

1.3.4 重復性引入的標準不確定度分量[u2]

在相同條件下連續對振實臺的振幅作10組測量，為正態分布，得到數據如表1。

則可得測量平均值：

[x=1nk=1nxik=]15.12mm

單次實驗標準偏差：

[sxi=i=1nxi-x2n-1≈]0.016mm

實際情況下，每次測量為3次，則：

[u2]=[sx=sxi3=0.0163≈]0.009mm

1.4 合成標準不確定度

標準不確定度分量見表2

合成標準不確定度[uc]的評定為：

[uc=][u211+u212+u22]≈0.018mm

1.5 擴展不確定度的評定

取[k=2]，擴展不確定度為：

[U=k×uc=]2×0.018[≈]0.04mm

1.6 不確定度報告

振實臺振幅的測量結果擴展不確定度為：

[U]=0.04mm [k=2]

2 振實臺振動（60次）時間不確定度評定

2.1 建立測量模型

[Δt=t1-t2]

式中：[Δt]——振動60次時間測量結果的示值誤差（s）;[t1]——振動60次時間測量結果的測量值（s）;[t2]——振動60次時間（s）。

2.2 求靈敏系數

由[Δt=t1-t2]求得：

[c1=?Δt/?t1=1]

[c2=?Δt/?t2=-1]

2.3 標準不確定度評定

2.3.1 不確定來源

標準器秒表引入的標準不確定度;重復性引入的標準不確定度。

2.3.2 秒表引入的標準不確定度分量[u1]

根據使用說明書，得到電子秒表時間間隔測量誤差MPE為：±0.03s（10s），±0.05s（1h），±0.07s（2h）。

測量振實臺振動60次時間60s標準器MPE為±0.05s（1h），按均勻分布估計，則：

[u1=]0.05/[3]≈0.1s

2.3.3 重復性引入的標準不確定度分量[u2]

使用秒表，在相同條件下連續對振動60次時間作10組測量，為正態分布，得到數值如表3。

則可得測量平均值：

[x=1nk=1nxik=60.132s]

單次實驗標準偏差：

[u2=][sxi=i=1nxi-x2n-1≈]0.1s

2.4 合成標準不確定度

標準不確定度分量見表4。

合成標準不確定度[uc]的評定為：

[uc=][u21+u22]≈0.2s

2.5 擴展不確定度的評定

取[k=2]，擴展不確定度為：

[U=k×uc=]2×0.2[≈]0.4s

2.6 不確定度報告

振實臺振動時間的測量結果的擴展不確定度為：

[U=0.04]s [k=2]

3 結論

經評定，振實臺振幅測量結果的擴展不確定度為[U]=0.04mm（[k=2]），滿足JJG （建材）124-1999《膠砂試體成型振實臺檢定規程》對振幅的要求15mm±0.3mm;振實臺振動時間的測量結果的擴展不確定度為U=0.04s（[k=2]），滿足JJG （建材）124-1999《膠砂試體成型振實臺檢定規程》對振動時間要求60s±2s。

【參考文獻】

[1]? 測量不確定度評定與表示：JJF 1059.1-2012[S].

[2]? 膠砂試體成型振實臺檢定規程：JJG（建材）124-1999[S].

[3]? 倪育才.實用測量不確定度評定[M].北京： 中國質檢出版社.2016.

[4]? 汪洋，陳芳.水泥膠砂試體振實臺測試方法探討[J].計量技術，2004（1）：38.