彈擊拉簧剛度、力值、長度對回彈儀測量結(jié)果不確定度影響的分析-2

彈擊拉簧剛度、力值、長度對回彈儀測量結(jié)果不確定度影響的分析1概述回彈儀廣泛應(yīng)用于建筑、交通、公路等行業(yè)混凝土、砂漿、磚抗壓強(qiáng)度的檢測領(lǐng)域，回彈儀是一個(gè)多參數(shù)指標(biāo)的計(jì)量器具，其檢定周期為半年，由此可知其測量的準(zhǔn)確度直接影響工程的質(zhì)量。因此，做好回彈儀測量結(jié)果不確定度評定分析意義重大，本文主要從彈擊拉簧剛度、力值、長度三個(gè)方面來分析回彈儀的測量結(jié)果不確定度。關(guān)鍵詞：剛度、力值、長度、回彈儀、不確定度1.1測量依據(jù)：JJG817-2011《回彈儀檢定規(guī)程》1.2計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)：主要計(jì)量校準(zhǔn)設(shè)備為回彈儀檢定器，專用砝碼，游標(biāo)卡尺，雙向測力計(jì)，半徑樣板，回彈儀專用鋼砧等，其具體技術(shù)參數(shù)如表1所示。序號設(shè)備名稱測量范圍不確定度/準(zhǔn)確度等級/最大允許誤差1回彈儀拉簧檢定器（0~90）mm≤±0.1mm2專用砝碼（2~6）kgU=6mg,k=23游標(biāo)卡尺（0~150）mm±0.02mm4雙向測力計(jì)（0.2~1.0）N±2.0%FS5半徑樣板（17~26）mm±0.1mm6回彈儀專用鋼砧（58~62）HRC±2HRC1.3被測主要參量（見表2）：表2被測主要參量序號被測參量測量范圍1測量指針摩擦力（0.65±0.15）N，（0.5±0.10）N2彈擊拉簧工作長度（61.5±0.3）mm指針長度（20.0±0.2）mm彈擊拉簧拉伸長度（75.0±0.3）mm3彈擊拉簧剛度（785±30）N/m2彈擊拉簧剛度2.1測量方法：按照規(guī)程要求將回彈儀的三聯(lián)件拉簧座、拉簧、彈擊錘從機(jī)芯中取出，將拉簧座安裝在回彈儀拉簧檢定儀上，把橫架游標(biāo)調(diào)整到專用尺零位，分別添加不同質(zhì)量（2kg、4kg、6kg）的砝碼，，讀取專用尺上相應(yīng)的拉伸長度、、，根據(jù)規(guī)程公式計(jì)算彈擊拉簧剛度的平均值×（1）式中：（i=1.2.3）分別加砝碼2kg，4kg，6kg，在專用尺上讀數(shù)取的相應(yīng)拉簧拉伸長度，g為檢定地點(diǎn)的重力加速度。調(diào)整彈擊拉簧角度，按照上述的檢定方法，重復(fù)測量3次，得,取三次的平均值為該彈擊拉簧的剛度（2）2.2數(shù)學(xué)模型：（3）式中：——拉伸砝碼質(zhì)量（kg）——拉簧拉伸長度（m）由（3）式，且為常數(shù)，得：（4）式中：——的不確定度——的不確定度——的不確定度2.3評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度2.3.1標(biāo)準(zhǔn)拉伸砝碼質(zhì)量的不確定度分量砝碼誤差為：0.006kg，均勻分布，得：2.3.2拉伸長度測量的不確定度分量（1）專用尺誤差引入的不確定度分量專用標(biāo)尺誤差為0.1mm，取均勻分布，將mm轉(zhuǎn)換成m有：（2）專用尺讀數(shù)引入的不確定度分量專用標(biāo)尺分度值為1mm，以佑讀到1/10，取均勻分布，將mm轉(zhuǎn)換成m有：（3）拉伸長度測量估算的不確定度分量2.3.3測量重復(fù)性的不確定度分量由重復(fù)性試驗(yàn)計(jì)算得出s=2.71N/m測量重復(fù)性的不確定度分量2.4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度2.4.1主要指標(biāo)不確定度一覽表（見表3）表3彈擊拉簧剛度標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表標(biāo)準(zhǔn)不確定分量不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度值2kg砝碼質(zhì)量不確定度分量0.0034kg專用尺誤差不確定度分量0.000029m專用尺讀數(shù)不確定度分量0.000058m拉簧拉伸長度不確定度分量0.00033m拉簧拉伸長度0.025m拉伸砝碼質(zhì)量2kg測量重復(fù)性0.86N/m,通過計(jì)算得出：N/m2.4.2擴(kuò)展不確定度N/m，取U=6.0N/m，3指針摩擦力3.1測量方法卸去機(jī)殼上刻度尺，用雙向測力計(jì)測量指針摩擦力。3.2數(shù)學(xué)模型依據(jù)上述，建立下式為數(shù)學(xué)模型：（5）式中：——回彈儀指針摩擦力——回彈儀指針摩擦力的測力計(jì)測量值3.3方差和靈敏系數(shù)3.3.1方差由（5）式，得：（6）3.3.2靈敏系數(shù)3.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表表4指針摩擦力標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表標(biāo)準(zhǔn)不確定分量不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度值雙向測力計(jì)允差0.012N雙向測力計(jì)讀數(shù)誤差0.002N測量重復(fù)性0.012N雙向測力計(jì)0.017N3.5計(jì)算分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度3.5.1由雙向測力計(jì)誤差計(jì)算的不確定度分量雙向測力計(jì)的示值允差為：±2.0%，即：±0.04，均勻分布，所以：3.5.2由雙向測力計(jì)讀數(shù)誤差估算的不確定度分量雙向測力計(jì)的分度值為：，估讀到±0.2分度，均勻分布，所以：3.5.3測量重復(fù)性估算的不確定度分量對進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)10次，測量結(jié)果見表6：表5對進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)的結(jié)果序號123456789100.680.700.640.660.680.670.680.650.650.560.018單次測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差一般不大于0.02，取單次測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差為0.02計(jì)算，在實(shí)際的檢定過程中，通常取三次測量值的平均值作為測量結(jié)果，故：3.6合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度3.7擴(kuò)展不確定度4長度測量4.1測量方法用半徑樣板光隙法檢測回彈儀彈擊桿端部球面半徑，用游標(biāo)卡尺直接測量指針長度、彈擊拉簧工作長度、彈擊拉簧拉伸長度等長度量，在這里列舉指針長度作為評定。4.2數(shù)學(xué)模型（7）式中：：被測量長度（mm）：指針?biāo)酵队翱傞L度（mm）：示值刻線至指針塊邊緣的距離（mm）4.3方差與靈敏系數(shù)4.3.1方差由（7）式得：（8）4.3.2靈敏系數(shù)4.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表表6長度測量標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表標(biāo)準(zhǔn)不確定分量不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度值游標(biāo)卡尺允差測量重復(fù)性游標(biāo)卡尺0.012mm0.012mm0.012mm4.5計(jì)算分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度4.5.1由游戲標(biāo)卡尺不確定度估算的不確定度分量游標(biāo)卡尺的示值允差為：±0.02mm，均勻分布，所以：4.5.2測量重復(fù)性估算的不確定度分量取一被測量（以指針長度為例）進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)10次，：指針長度進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)的結(jié)果（mm）=0.02mm單次測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差一般不大于0.02mm，取單次測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差為0.02mm計(jì)算，在實(shí)際的檢定過程中，通常取三次測量值的平均值作為測量結(jié)果，故：4.6合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度4.7擴(kuò)展不確定度因此有：彈擊拉簧剛度：，；指針摩擦力：，長度：，5、小結(jié)