材料試驗(yàn)機(jī)負(fù)荷示值誤差不確定度評(píng)定

姜潤(rùn)洲

（濮陽市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心 河南濮陽）

一、概述

（1）測(cè)量依據(jù)JJG 139-2014《拉力、壓力和萬能試驗(yàn)機(jī)檢定規(guī)程》。被測(cè)對(duì)象，拉力、壓力和萬能材料試驗(yàn)機(jī)（以下簡(jiǎn)稱試驗(yàn)機(jī)），測(cè)量范圍2.5 kN～1 MN，相對(duì)最大允許誤差為±1.0%。測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，0.3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀。環(huán)境條件，溫度（20～35）℃，溫度波動(dòng)≤2℃/h，相對(duì)濕度≤80%。

（2）測(cè)量過程。試驗(yàn)機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀施測(cè)量點(diǎn)加負(fù)荷，可得到相對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)機(jī)負(fù)荷示值，以連續(xù)進(jìn)行3次的算術(shù)平均值減去力值，即得該測(cè)量點(diǎn)的示值誤差。

（3）評(píng)定結(jié)果的使用。試驗(yàn)機(jī)符合上述條件且在500 kN以下測(cè)量范圍，一般可直接使用本不確定度的評(píng)定結(jié)果，其他可使用本不確定度的評(píng)定法。

二、數(shù)學(xué)模型

ΔF=-F[1+K（t-t0）]

式中 ΔF——試驗(yàn)機(jī)的負(fù)荷示值誤差

F——標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀上的標(biāo)準(zhǔn)力值

——試驗(yàn)機(jī)3次示值的算術(shù)平均值

K——標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀的溫度修正系數(shù)

t——使用溫度

t0——標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀定度溫度

三、輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

1.輸入量F的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（F）的評(píng)定

2.輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（）的評(píng)定

影響輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度因素主要是試驗(yàn)機(jī)的重復(fù)性，可采用A類方法評(píng)定，進(jìn)行連續(xù)測(cè)量得到測(cè)量列。對(duì)一臺(tái)500 kN的試驗(yàn)機(jī)，連續(xù)測(cè)量10次，測(cè)量點(diǎn)為20%滿量程，單次測(cè)量值如表1所示。

表1 單次測(cè)量值

任意選擇同類型試驗(yàn)機(jī)3臺(tái)，每臺(tái)分別在20%、50%、80%滿量程的負(fù)荷點(diǎn)測(cè)試。每個(gè)測(cè)試點(diǎn)連續(xù)在重復(fù)性條件下測(cè)量10次，共得到9組測(cè)量列，則每組測(cè)量列按上述方法得到單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差，如表2所示。

以該3次連續(xù)重復(fù)條件下測(cè)量值的算術(shù)平均值作為測(cè)量結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（）計(jì)算為：

3.輸入量t的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（t）的評(píng)定

4.合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

1.靈敏系數(shù)

根據(jù)JJG 139-2014《拉力、壓力、和萬能試驗(yàn)機(jī)檢定規(guī)程》和JJG 144-2007《標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀檢定規(guī)程》，測(cè)力儀使用溫度為10～35℃，檢定溫度為15～25 ℃，取t0=15℃，t=35 ℃，溫度修正系數(shù)K=0.00027/℃，F(xiàn)=100 kN，則c1=1，c2=-1.0054，c3=0.027 kN/℃ ，c4=-20000 kN/℃。

表2 m組實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算結(jié)果

表3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表

2.標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總（表3）

3.合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc（ΔF）的計(jì)算

4.有效自由度計(jì)算

5.擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

按有效自由度veff=50，置信概率P=95%，查t分布表得到t95（50）=2.01，擴(kuò)展不確定度U95為U95=t95（50）×uc（ΔF）=2.01×0.28=0.56 kN。在20%量程處，相對(duì)擴(kuò)展不確定U95rel=0.56/（500×20%）=0.56%。

6.擴(kuò)展不確定度的報(bào)告與表示

試驗(yàn)機(jī)各測(cè)量點(diǎn)測(cè)量結(jié)果的相對(duì)擴(kuò)展不確定度分別為20%處U95rel=0.56%，veff=88≈55同理可計(jì)算出50%處U95rel=0.52%，veff=50，80%處U95rel=0.50%，veff=50。