水泥膠砂振動(dòng)臺(tái)的校準(zhǔn)方法探討及其測量分析研究

鄒建清

（福建省計(jì)量科學(xué)研究院，福建 福州350003）

1 概述

水泥膠砂振動(dòng)臺(tái)常見于建筑交通行業(yè)有關(guān)實(shí)驗(yàn)室，在檢測公司、攪拌站、建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站、科研機(jī)構(gòu)中普遍應(yīng)用。它用于振實(shí)水泥試體，且對(duì)試體及其試模進(jìn)行定幅、定頻的振動(dòng)設(shè)備。它的工作原理為電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)偏重輪一起旋轉(zhuǎn)，由于偏重輪和轉(zhuǎn)動(dòng)軸不同心，當(dāng)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生激振力，使臺(tái)面上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到振實(shí)試模中的水泥膠砂試體的目的，它具有定幅、定頻、水泥強(qiáng)度穩(wěn)定、工作噪聲小，效率高等優(yōu)點(diǎn)，因此在建筑交通行業(yè)中應(yīng)用廣泛。

2 測量過程

在規(guī)定條件下，依據(jù)《JJF1867-2020 水泥膠砂振動(dòng)臺(tái)校準(zhǔn)規(guī)范》的要求，在環(huán)境溫度（20±15）℃，相對(duì)濕度≤80%，供電電壓（380±38）V 下，并選用水泥軟練設(shè)備測量儀（型號(hào)SZC-IV）對(duì)水泥膠砂振動(dòng)臺(tái)進(jìn)行振幅和頻率的測量。將水泥軟練設(shè)備測量儀測振傳感器與主機(jī)用導(dǎo)線連好，把磁座旋緊在傳感器上，將安裝上磁座的傳感器固定在被測的水泥膠砂振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面的中心位置，開啟被檢水泥膠砂振動(dòng)臺(tái)，待振幅穩(wěn)定后讀水泥軟練設(shè)備測量儀取面板的位移檔區(qū)數(shù)值，重復(fù)測量3 次，取平均值作為中心振幅的測量結(jié)果。同樣，重復(fù)測量3 次，記錄水泥軟練設(shè)備測量儀的振動(dòng)頻率值，取其算術(shù)平均值作為測量結(jié)果。用水泥軟連設(shè)備測量儀分別測量振動(dòng)穩(wěn)定狀態(tài)下的臺(tái)面中心點(diǎn)和靠近試模的四個(gè)頂角位置的振幅，并由公式（1）計(jì)算出振幅均勻度N。

3 水泥膠砂振動(dòng)臺(tái)振幅的測量分析

3.1 測量模型：

公式（2）中：A- 水泥膠砂振動(dòng)臺(tái)中心振幅實(shí)際值，mm；

3.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評(píng)定

3.2.2 選取一水泥膠砂振動(dòng)臺(tái)（GZ-75），以水泥軟練設(shè)備測量儀對(duì)其中心振幅連續(xù)進(jìn)行10 次測量，得到測量結(jié)果如下表1所示：

表1

其所求振幅的平均值：

單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差：

實(shí)際測量中是在重復(fù)性條件下測量3 次，取其三者平均值為測量結(jié)果。

則

3.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

3.3.1 靈敏系數(shù)：由測量模型A=A 得

3.3.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表，見下表2：

表2

3.3.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算：

3.5 校準(zhǔn)和測量能力（CMC）：

該項(xiàng)目的CMC 為：中心振幅測量范圍：（0.75±0.02）mm，U=0.0132mm，k=2。

4 水泥膠砂振動(dòng)臺(tái)頻率的測量分析

4.1 測量模型：

公式（3）中：f- 水泥膠砂振動(dòng)臺(tái)頻率實(shí)際值，Hz；

4.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評(píng)定

4.2.2 選取一水泥膠砂振動(dòng)臺(tái)，以水泥軟練設(shè)備測量儀對(duì)其頻率連續(xù)進(jìn)行10 次測量，得到測量結(jié)果如下表3 所示：

表3

其所求的平均值：

單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差：

實(shí)際測量中是在重復(fù)性條件下測量3 次，取其三者平均值作為測量結(jié)果。

則

4.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

彼此獨(dú)立，互不相關(guān)，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.4 水泥膠砂振動(dòng)臺(tái)頻率的擴(kuò)展不確定度

取包含因子k=2，則擴(kuò)展不確定度U=k×uc（f）≈0.1Hz

4.5 校準(zhǔn)和測量能力（CMC）：

該頻率項(xiàng)目的CMC 為：頻率測量范圍：（50.0±0.3）Hz，U=0.1Hz，k=2。

5 結(jié)論

本文介紹了水泥膠砂振動(dòng)臺(tái)的工作原理和用途，并簡述了測量方法過程，分析了水泥膠砂振動(dòng)臺(tái)的振幅和頻率的不確定度來源及其表示方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水泥膠砂振動(dòng)臺(tái)校準(zhǔn)的量值溯源，為水泥膠砂振動(dòng)臺(tái)的實(shí)際應(yīng)用提供技術(shù)保障，使其在建筑交通行業(yè)的質(zhì)量控制中發(fā)光發(fā)熱。其最終校準(zhǔn)和測量能力可用下表4 來表示。

表4