智能裂縫深度測(cè)量儀深度示值誤差的測(cè)量不確定度評(píng)定

吳郁蕾

（銅陵市計(jì)量測(cè)試研究所，安徽 銅陵 244000）

1 測(cè)量概述

1.1 測(cè)量依據(jù)

依據(jù)中華人民共和國國家計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF 1334-2012《混凝土裂縫寬度及深度測(cè)量儀校準(zhǔn)規(guī)范》

1.2 測(cè)量原理

智能裂縫深度測(cè)量儀是利用超聲波在混凝土內(nèi)傳播，在裂縫端點(diǎn)處產(chǎn)生衍射，通過衍射角與裂縫深度的幾何關(guān)系，實(shí)現(xiàn)裂縫深度的跨縫對(duì)稱測(cè)量[5]。

1.3 測(cè)量環(huán)境

溫度：19.5℃,濕度：65℅RH

1.4 測(cè)量用標(biāo)準(zhǔn)器：

標(biāo)準(zhǔn)深度塊U=1mm（k=2）

1.5測(cè)量方法 比較測(cè)量法，用標(biāo)準(zhǔn)深度塊與智能裂縫深度測(cè)量儀測(cè)量值相比較，得出裂縫深度誤差值。

1.6操作方法 智能裂縫測(cè)量儀深度示值誤差獲得方法,首先，采用目標(biāo)探測(cè)，尋找信號(hào)條轉(zhuǎn)折點(diǎn)，然后，自動(dòng)讀取測(cè)量兩探頭之間的中心距離，最終以跨縫對(duì)稱測(cè)量的幾何關(guān)系取得裂縫深度值。

1.7被測(cè)對(duì)象 智能裂縫深度測(cè)量儀，型號(hào)：KON-FSY，測(cè)量范圍：（10-500）mm，分辨率 1mm，最大允許誤差MPE：±5℅。

2 數(shù)學(xué)模型

用標(biāo)準(zhǔn)深度塊對(duì)數(shù)顯裂縫測(cè)量儀深度示值進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，可建立如下

式中：δi—校準(zhǔn)點(diǎn)示值誤差?！?zhǔn)點(diǎn)測(cè)量平均值。Hi—標(biāo)準(zhǔn)深度塊的實(shí)際深度值。

3 方差和靈敏度系數(shù)

考慮各分量彼此獨(dú)立，依據(jù)公式

4 測(cè)量不確定度主要來源。

獲得深度測(cè)量結(jié)果，需要操作人員的主觀判斷來確定其最佳測(cè)量位置，測(cè)量過程受人為因素的影響比較大，不確定度來源主要包括操作人員的判讀誤差和定位誤差，通過多次重復(fù)測(cè)量可以計(jì)算出隨機(jī)誤差引入的不確定度。

該項(xiàng)不確定度主要來自標(biāo)準(zhǔn)器本身，包括標(biāo)準(zhǔn)深度塊誤差引入的不確定度。從上一級(jí)的檢定證書中的到。

該項(xiàng)不確定度主要來自被檢裂縫深度測(cè)量儀的分辨率，從儀器的最小步長得到。

4.4 被檢智能裂縫深度測(cè)量儀兩探頭之間的中心距離的測(cè)量誤差引入的不確定度分量為

該項(xiàng)不確定度主要來自被檢裂縫深度測(cè)量儀兩探頭之間的中心距離的最大允許誤差，從規(guī)程上獲得。

4.5 被檢智能裂縫深度測(cè)量儀定位誤差的影響

智能裂縫深度測(cè)量儀是通過采用目標(biāo)探測(cè)，尋找信號(hào)條轉(zhuǎn)折點(diǎn)，獲取最佳橫向中心距離定位點(diǎn)和縱向直線度定位點(diǎn)，此項(xiàng)誤差影響量由多次實(shí)驗(yàn)獲得,在重復(fù)性試驗(yàn)中已經(jīng)包含不再重復(fù)考慮。

4.6 環(huán)境溫度的影響

在儀器的正常使用環(huán)境條件下，由于標(biāo)準(zhǔn)器的特性受溫度影響變化很小，可以忽略不計(jì)。

5 不確定度評(píng)定

5.1.A 類評(píng)定

由上級(jí)計(jì)量溯源機(jī)構(gòu)給出的報(bào)告得知該標(biāo)準(zhǔn)器的深度實(shí)際值為Hi=54mm，校準(zhǔn)點(diǎn)示值誤差δi=-1.7mm標(biāo)準(zhǔn)深度塊測(cè)量重復(fù)性用貝塞爾公式表示

對(duì)該點(diǎn)測(cè)量10次，故：

5.2.B類評(píng)定

5.3 合成不確定度

以上分量無相關(guān)性，故智能裂縫測(cè)量儀深度示值測(cè)量結(jié)果的合成不確定度：

5.4 擴(kuò)展不確定度

由以上評(píng)定結(jié)果得 u =0.7mm，veff=30按p=95℅,查表得 k =t95(30)=2.06

6 評(píng)定結(jié)果驗(yàn)證