建筑用輕鋼龍骨雙面鍍鋅層厚度試驗不確定度評定

趙珊 蘇昱

摘 要：依據GB/T11981-2008《建筑用輕鋼龍骨》對建筑用輕鋼龍骨雙面鍍鋅層厚度進行測定，對其厚度測定不確定度來源進行分析，根據分析及測定結果評定建筑用輕鋼龍骨雙面鍍鋅層厚度不確定度結果。

關鍵詞：建筑用輕鋼龍骨;雙面鍍鋅層厚度;不確定度評定

1引言

建筑用輕鋼龍骨（簡稱龍骨）是以連續熱鍍鋅鋼板（帶）或以連續熱鍍鋅鋼板（帶）為基材的彩色涂層鋼板（帶）作原料，采用冷彎工藝生產的薄壁型鋼。建筑用輕鋼龍骨雙面鍍鋅層厚度決定了輕鋼龍骨的防腐蝕性能。本文依據JJF1059.1-2012《測量不確定評定與表示》、GB/T11981-2008《建筑用輕鋼龍骨》，采用磁性法測定建筑用輕鋼龍骨雙面鍍鋅層厚度，并對影響雙面鍍鋅層厚度測定結果的不確定度進行分析，為檢驗結果的可靠性提供科學依據。

2 試驗方法

依據GB/T11981-2008《建筑用輕鋼龍骨》，采用磁性測厚儀，利用磁性法進行鍍鋅層厚度的測量。磁性法是種非破壞性試驗方法，其原理為磁性測厚儀測量永久磁鐵和磁性基體金屬之間存在的磁引力。由于非磁性涂層的存在，該磁引力受到影響，一般涂層越厚磁引力越小，磁引力的衰減是涂層厚度的函數。或者測量穿過非磁性涂層與基體金屬的磁通路的磁阻變化，導出涂層厚度。

測量過程：選取1根長度為1300mm，型號規格為覆DV20*37*0.8（mm）的吊頂龍骨，在距龍骨端頭200mm及龍骨長度方向的中間點共三處，用磁性測厚儀分別測定正面及背面各三個點的鍍鋅層厚度，分別計算正面平均測定值和背面平均測定值，兩面平均測定值之和即為該試件的雙面鍍鋅層厚度。取三根試件測定結果的平均值，精確至1um。【1】

3 試驗設備

TC830FN涂層測厚儀，測量范圍0～1500um，最大允差±1%，分辨率0.1um。

4 不確定度來源

4.1測量模型建立

根據測量方法，建立龍骨雙面鍍鋅鍍層厚度測量模型（正面鍍鋅層厚度H，背面鍍鋅層厚度H）

Y=f（H，H）=

厚度誤差模型：H=HΔ+H

4.2不確定度來源

從影響測量結果的因素考慮，測量不確定度的來源主要有：

測量重復性引入的不確定度;

儀器示值誤差引入的不確定度;

儀器最小分辨率引入的不確定度;

儀器校準片厚度引入的不確定度;

數值修約引入的不確定度。

在試驗過程中，測量時所處環境溫度、濕度、風速等環境條件大致相同，處于相對穩定環境，對測量儀器及結果的影響可忽略不計。綜上所述，影響建筑用輕鋼龍骨雙面鍍鋅層厚度不確定度主要來源分析見表1。

5 不確定度評定

5.1測量重復性引入的標準不確定度μ1

測量重復性引入的測量不確定度包括裝置復現量值的不確定度以及測量結果的不確定度，主要來源于連續測量得到的數據列統計分布過程中產生的不確定度，采用A類不確定度評定方法進行評價。對樣品正面鍍鋅層厚度重復測量10次，測量結果見表2。

根據貝塞爾公式法，計算上表10次厚度測得值的算術平均值：

單次試驗標準偏差：

實際測試時，取正面3組數據平均值為測試值，則n取3，得出試驗時重復測量引入的標準不確定度：

5.2儀器示值誤差引入的標準不確定度μ2

儀器示值誤差引入的不確定度主要來源于儀器自身存在的測量誤差，采用B類不確定度評定方法進行評價。由儀器設備說明書可知，該儀器最大允差±1%，其可能值區間半寬度為a=H×1%um，依據經驗假設為等概率地落在區間內，即均勻分布，查表得k=，儀器示值誤差引入的標準不確定度為：

=a/=H×1%/=8.51×1%/=0.0451um

5.3儀器最小分辨率引入的標準不確定度μ3

由儀器設備說明書可知，該儀器分辨率0.1um，則區間半寬度a=0.1um/2=0.05um，假設可能值在區間內為均勻分布，儀器最小分辨率引入的標準不確定度為：=a/=0.05um/=0.029um

5.4儀器校準片厚度引入的標準不確定度μ4

在試樣測量前，對儀器用校準片進行校準，該校準片厚度h≤50um ，準確度級別A級，根據JJG818-2005《磁性、電渦流式覆層厚度測量儀檢定規程》，最大允許誤差±（0.5+1%H），其可能值區間半寬度為a=0.5+1%H um，依據經驗假設為等概率地落在區間內，即均勻分布，儀器示值誤差引入的標準不確定度為：

4=a/（0.5+1%×8.51）/um=0.390um

5.5數值修約引入的標準不確定度μ5

測量方法要求修約到1um，修約間隔為1，按照一般修約規則，擬舍棄數字的最左一位數字小于5，則舍去;擬舍棄數字的最左一位數字大于5，則進一。此時，可取區間半寬度為a=0.5um，按照均勻分布計算，6=a/0.29um

5.6合成標準不確定度

5.7擴展不確定度

取置信水平95%，p=0.95，k=2，U95=k×=1um

5 結論

對于涂層測厚儀，不同厚度的校準片對應不同的最大允許偏差，測定鍍鋅層厚度時厚度范圍不一樣，其最終合成不確定度也不一樣，實際測定時選用與測定值最為接近的校準片進行校準，其厚度測定結果也相應更為準確。

本次建筑用輕鋼龍骨雙面鍍鋅層厚度不確定度評定結果為：U95=1um，k=2。

參考文獻：

[1]GB/T11981-2008 建筑用輕鋼龍骨

[2]GB/T8170-2008數值修約規則與極限數值的表示和判定

[3]JJF 1059.1-2012測量不確定度表示與評定

[4]JJG818-2005 磁性、電渦流式覆層厚度測量儀檢定規程[s].

作者簡介：

（趙珊，女，四川，1990.01，本科，初級工程師， 重慶消防安全技術研究服務有限責任公司，建筑材料、消防產品檢驗檢測及質量控制）