木材含水率測量儀示值誤差的不確定度評(píng)定

劉佩僑

河北省計(jì)量監(jiān)督檢測研究院 河北石家莊 050000

1 概述

1.1 測量依據(jù)

JJG986-2004《木材含水率測量儀檢定規(guī)程》。

1.2 環(huán)境條件

溫度：（5-35）℃；相對(duì)濕度：小于85%RH。

1.3 測量標(biāo)準(zhǔn)

用高準(zhǔn)確度天平測量出樣品標(biāo)準(zhǔn)含水率。

1.4 被測對(duì)象

木材含水率測量儀，測量含水率范圍6%-28%。1.0級(jí)儀器示值最大誤差±1.0%；2.0級(jí)儀器示值最大誤差±2.0%；5.0級(jí)儀器示值最大誤差±5.0%。

1.5 測量過程

測出木樣標(biāo)準(zhǔn)含水率的當(dāng)日測量木材含水率測量儀，測量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)含水率之差即為木材含水率測量儀的示值誤差[1-3]。

1.6 評(píng)定結(jié)果的使用

在符合上述條件下的測量結(jié)果，一般可直接使用本不確定度的評(píng)定結(jié)果。

2 數(shù)學(xué)模型

式中：Sh——被檢定測量儀示值誤差；

Wh——測量儀測量結(jié)果；

Wr——木樣的標(biāo)準(zhǔn)含水率。

3 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

3.1 輸入量Wh 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（Wh）的評(píng)定

輸入量Wh的不確定度來源，主要是木材含水率測量儀的測量重復(fù)性，可采用A類方法進(jìn)行評(píng)定。按貝塞爾公式計(jì)算：

用一臺(tái)木材含水率測量儀對(duì)同一標(biāo)準(zhǔn)木塊重復(fù)測量10次，得到一組數(shù)據(jù)。平均值為16.44%，標(biāo)準(zhǔn)偏差s＝0.0699。則有：

3.2 輸入量Wr 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（Wr）的評(píng)定

木樣的標(biāo)準(zhǔn)含水率Wr的不確定度主要來源于天平稱重示值誤差引起的不確定度，殘留水份引起的不確定度，木樣含水率的穩(wěn)定性，木樣含水率的均勻性。根據(jù)JJG986-2004《木材含水率測量儀計(jì)量檢定規(guī)程》，木材含水率由下式計(jì)算：

式中：Wr——木樣的標(biāo)準(zhǔn)含水率；

W1——木樣的干重；

W2——木樣平衡后的濕重。

按照公式（3），根據(jù)試樣的含水率均勻性和穩(wěn)定性數(shù)據(jù)，可確定試樣定值的不確定度。合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度由下式表示：

上式中，W1和W2采用天平稱重，誤差為0.001g，由此引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，引起木材干重變化（剔除嚴(yán)重霉變?cè)嚇樱┑臑棣膕≤0.3%W1，當(dāng)樣品處于潮濕狀態(tài)下（W1＝92.215g，W2=113.985g，含水率Wr＝23.6%），可取δs=0.3%，于是：

樣品殘留水份最大值估計(jì)為樣品重量的0.1%，由此引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，試樣含水率的均勻性為：δu＝0.2%，由此引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

把u1(W1)、u2(W1)、u3(W1)、u(W2)、u(δu)、W1＝92.215g、W2=113.985g，代入公式（4）則有：u(Wr)=0.25%合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定。

靈敏系數(shù)：

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算：

4 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

取擴(kuò)展因子k=2，則被檢定測量儀示值誤差擴(kuò)展不確定度為：

5 結(jié)語

木材含水率測量儀示值誤差測量結(jié)果不確定度來源主要是儀器測量重復(fù)性和標(biāo)準(zhǔn)含水率定值。由于木材含水率測量儀測量的是木材的局部含水率，因此標(biāo)準(zhǔn)含水率定值不確定度主要考慮木材含水率的均勻性和穩(wěn)定性。