建筑用輕鋼龍骨雙面鍍鋅層厚度試驗(yàn)不確定度評定

趙珊 蘇昱

摘 要：依據(jù)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(jìn)行測定，對其厚度測定不確定度來源進(jìn)行分析，根據(jù)分析及測定結(jié)果評定建筑用輕鋼龍骨雙面鍍鋅層厚度不確定度結(jié)果。

關(guān)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(xù)熱鍍鋅鋼板（帶）或以連續(xù)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(chǎn)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(jù)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(jié)果的不確定度進(jìn)行分析，為檢驗(yàn)結(jié)果的可靠性提供科學(xué)依據(jù)。

2 試驗(yàn)方法

依據(jù)GB/T11981-2008《建筑用輕鋼龍骨》，采用磁性測厚儀，利用磁性法進(jìn)行鍍鋅層厚度的測量。磁性法是種非破壞性試驗(yàn)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(shù)?；蛘邷y量穿過非磁性涂層與基體金屬的磁通路的磁阻變化，導(dǎo)出涂層厚度。

測量過程：選取1根長度為1300mm，型號規(guī)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(diǎn)共三處，用磁性測厚儀分別測定正面及背面各三個點(diǎn)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(jié)果的平均值，精確至1um?！?】

3 試驗(yàn)設(shè)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(jù)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(jié)果的因素考慮，測量不確定度的來源主要有：

測量重復(fù)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(zhǔn)片厚度引入的不確定度;

數(shù)值修約引入的不確定度。

在試驗(yàn)過程中，測量時所處環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速等環(huán)境條件大致相同，處于相對穩(wěn)定環(huán)境，對測量儀器及結(jié)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(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度μ1

測量重復(fù)性引入的測量不確定度包括裝置復(fù)現(xiàn)量值的不確定度以及測量結(jié)果的不確定度，主要來源于連續(xù)測量得到的數(shù)據(jù)列統(tǒng)計分布過程中產(chǎn)生的不確定度，采用A類不確定度評定方法進(jìn)行評價。對樣品正面鍍鋅層厚度重復(fù)測量10次，測量結(jié)果見表2。

根據(jù)貝塞爾公式法，計算上表10次厚度測得值的算術(shù)平均值：

單次試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差：

實(shí)際測試時，取正面3組數(shù)據(jù)平均值為測試值，則n取3，得出試驗(yàn)時重復(fù)測量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

5.2儀器示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行評價。由儀器設(shè)備說明書可知，該儀器最大允差±1%，其可能值區(qū)間半寬度為a=H×1%um，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)假設(shè)為等概率地落在區(qū)間內(nèi)，即均勻分布，查表得k=，儀器示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)不確定度μ3

由儀器設(shè)備說明書可知，該儀器分辨率0.1um，則區(qū)間半寬度a=0.1um/2=0.05um，假設(shè)可能值在區(qū)間內(nèi)為均勻分布，儀器最小分辨率引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：=a/=0.05um/=0.029um

5.4儀器校準(zhǔn)片厚度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度μ4

在試樣測量前，對儀器用校準(zhǔn)片進(jìn)行校準(zhǔn)，該校準(zhǔn)片厚度h≤50um ，準(zhǔn)確度級別A級，根據(jù)JJG818-2005《磁性、電渦流式覆層厚度測量儀檢定規(guī)程》，最大允許誤差±（0.5+1%H），其可能值區(qū)間半寬度為a=0.5+1%H um，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)假設(shè)為等概率地落在區(qū)間內(nèi)，即均勻分布，儀器示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

4=a/（0.5+1%×8.51）/um=0.390um

5.5數(shù)值修約引入的標(biāo)準(zhǔn)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(guī)則，擬舍棄數(shù)字的最左一位數(shù)字小于5，則舍去;擬舍棄數(shù)字的最左一位數(shù)字大于5，則進(jìn)一。此時，可取區(qū)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(biāo)準(zhǔn)不確定度

5.7擴(kuò)展不確定度

取置信水平95%，p=0.95，k=2，U95=k×=1um

5 結(jié)論

對于涂層測厚儀，不同厚度的校準(zhǔn)片對應(yīng)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(shí)際測定時選用與測定值最為接近的校準(zhǔn)片進(jìn)行校準(zhǔn)，其厚度測定結(jié)果也相應(yīng)更為準(zhǔn)確。

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

參考文獻(xiàn)：

[1]GB/T11981-2008 建筑用輕鋼龍骨

[2]GB/T8170-2008數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)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(guī)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(shù)研究服務(wù)有限責(zé)任公司，建筑材料、消防產(chǎn)品檢驗(yàn)檢測及質(zhì)量控制）