拉力機(jī)不確定度的評(píng)定

摘要：通過拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)對(duì)拉力機(jī)的不確定度進(jìn)行評(píng)定，強(qiáng)度拉伸試驗(yàn)主要包括對(duì)拉力機(jī)的拉力進(jìn)行測(cè)定，而不確定度主要來自受力的面積。通過分析和計(jì)算，使用拉力機(jī)對(duì)測(cè)定力的儀器進(jìn)行加載，得到拉力機(jī)的的載荷值，采用數(shù)學(xué)的方法，算出某點(diǎn)的示值誤差，對(duì)拉力機(jī)的不確定度進(jìn)行評(píng)定。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)度拉伸試驗(yàn)；載荷；不確定度

引言

對(duì)拉力機(jī)的不確定度的測(cè)量其實(shí)就是對(duì)測(cè)量力值的誤差的大小進(jìn)行評(píng)定，這其實(shí)也是表明該試驗(yàn)效果的一個(gè)因素。對(duì)拉力機(jī)的不確定度進(jìn)行評(píng)定，不僅應(yīng)該得到最適合的估量值，還要對(duì)不確定度進(jìn)行評(píng)定。

根據(jù)ISO/IEC 17025：1999《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求》要求及規(guī)定，測(cè)量實(shí)驗(yàn)室和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室都應(yīng)該具有完整的測(cè)量不確定度的程序，能夠在實(shí)驗(yàn)中利用完整的程序?qū)Σ淮_定度進(jìn)行測(cè)量，本文主要通過拉力機(jī)的強(qiáng)度拉伸實(shí)驗(yàn)對(duì)不確定度進(jìn)行評(píng)定。

不確定度的測(cè)量和評(píng)定是一個(gè)新的概念，新概念的出現(xiàn)改變看測(cè)量誤差的分類方法，在傳統(tǒng)試驗(yàn)中，我們將測(cè)量結(jié)果的誤差分為隨即誤差和系統(tǒng)誤差，而不確定的測(cè)量方法可將測(cè)量結(jié)果的誤差分為兩大類誤差評(píng)定的方法，主要包括可以用統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算的（A類分量）和其他方法估算的出類分量）兩類誤差。A類分量主要是通過反復(fù)測(cè)量，以統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)偏差，而B類分量是用其他方法估計(jì)出近似的標(biāo)準(zhǔn)偏差，兩者在準(zhǔn)確性上有所差別，A類分量以計(jì)算為主，B類分量以估計(jì)為主，在兩種分量彼此獨(dú)立，通常可用方差合成的方法得出合成不確定度的表征值。

1 概述

測(cè)量不確定度就是對(duì)試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果的可信性、有效性的懷疑程度或不肯定程度，是對(duì)測(cè)量結(jié)果的說明的一個(gè)因素。在試驗(yàn)測(cè)量中，由于實(shí)驗(yàn)人員在測(cè)量過程存在著各種誤差，導(dǎo)致被測(cè)量的結(jié)果具有不完全性，可能缺少某個(gè)范圍內(nèi)的壓力值或拉力值，且測(cè)量結(jié)果具有一定的分散性，測(cè)量結(jié)果的規(guī)律性不太統(tǒng)一，以雜亂無章的順序分布在各個(gè)區(qū)域里?？陀^上存在的誤差總量是一個(gè)不變值，但由于不能完全認(rèn)知或掌握整個(gè)誤差范圍的值，只能認(rèn)為它是以某種概率分布存在于某個(gè)區(qū)域內(nèi)，而這種概率分布本身也具有分散性。測(cè)量不確定度就是說明被測(cè)量之值分散性的參數(shù)，它不說明測(cè)量結(jié)果是否接近真值。

為了表征這種分散性，測(cè)量不確定度用標(biāo)準(zhǔn)差表示。在實(shí)際使用中，往往希望知道測(cè)量結(jié)果的置信區(qū)間，測(cè)量不確定度也可用標(biāo)準(zhǔn)差的倍數(shù)或說明了置信水準(zhǔn)的區(qū)間的半寬度表示。為了區(qū)分這兩種不同的表示方法，分別稱它們?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度。

2 確定數(shù)學(xué)模型

本次試驗(yàn)的主要測(cè)量方法根據(jù)JJG139-1999《拉力、壓力和萬能試驗(yàn)機(jī)檢定規(guī)程》的要求進(jìn)行完成，環(huán)境溫度為20～30℃，其中溫差的允許范圍為1℃/h～2℃/h，根據(jù)0.3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀進(jìn)行拉力強(qiáng)度的測(cè)定，被測(cè)對(duì)象為拉力機(jī)的拉力、壓力，力的范圍為2.0KN～3000KN，允許的最大相對(duì)誤差為±1.0%，使用試驗(yàn)機(jī)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀施加負(fù)荷至測(cè)量點(diǎn)，可得到與標(biāo)準(zhǔn)力值相對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)機(jī)負(fù)荷示值。該過程連續(xù)進(jìn)行3次，以3次示值的算術(shù)平均值減去標(biāo)準(zhǔn)力值，即得該測(cè)量點(diǎn)的試驗(yàn)機(jī)的示值誤差。

拉力機(jī)的拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)公式為：

該試驗(yàn)不確定度主要來自拉力值、壓力值、被測(cè)物體的厚度等方面，測(cè)量力的不確定度則主要取決于拉力機(jī)的誤差值。

用對(duì)觀測(cè)列的統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)行評(píng)定得出的標(biāo)準(zhǔn)不確定度稱為A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用不同于對(duì)觀測(cè)列的統(tǒng)計(jì)分析來評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)不確定度稱為B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。將不確定度分為“A”類與“B”類，僅為討論方便，并不意味著兩類評(píng)定之間存在本質(zhì)上的區(qū)別，A類不確定度是由一組觀測(cè)得到的頻率分布導(dǎo)出的概率密度函數(shù)得出：B類不確定度則是基于對(duì)一個(gè)事件發(fā)生的信任程度。它們都基于概率分布，并都用方差或標(biāo)準(zhǔn)差表征。兩類不確定度不存在那一類較為可靠的問題。

根據(jù)B類評(píng)定的方法，將拉力試驗(yàn)機(jī)的示值誤差導(dǎo)入不確定度的評(píng)定，示值誤差確定為1%，按平均分布來計(jì)算，主要計(jì)算公式如下：

4 結(jié)語

首先對(duì)拉力機(jī)的不確定度的測(cè)量的分析，規(guī)定實(shí)驗(yàn)室和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室都應(yīng)該具有完整的測(cè)量不確定度的程序，能夠在實(shí)驗(yàn)中利用完整的程序?qū)Σ淮_定度進(jìn)行測(cè)量，不確定的測(cè)量方法可將測(cè)量結(jié)果的誤差分為兩大類誤差評(píng)定的方法，主要包括可以用統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算的（A類分量）和其他方法估算的出類分量（B類分量）兩類誤差，本文采用B類測(cè)量的方法，得到示值誤差、力試驗(yàn)機(jī)的校準(zhǔn)值以及拉力機(jī)的取舍值進(jìn)行分析計(jì)算，最后得到個(gè)體樣本的標(biāo)準(zhǔn)偏差，對(duì)拉力試驗(yàn)機(jī)的不確定度進(jìn)行了評(píng)定。

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作者簡(jiǎn)介：

王范樹（1983-），男，碩士，山東臨沂人，主要從事礦用設(shè)備檢測(cè)檢驗(yàn)工作。