□文 /張衛(wèi)忠

測(cè)量不確定度是指表征被測(cè)量值分散性的非負(fù)參數(shù)。分析不確定度來(lái)源，進(jìn)行不確定度評(píng)定，有利于提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可信度。目前，化工和機(jī)械加工領(lǐng)域開(kāi)展的測(cè)量不確定度分析較多，公路施工質(zhì)量檢測(cè)領(lǐng)域中測(cè)量不確定度評(píng)定開(kāi)展的較少。礦粉親水系數(shù)是礦粉質(zhì)量檢測(cè)的重要指標(biāo)[1]。因此，開(kāi)展該項(xiàng)指標(biāo)的不確定度分析，明確其不確定度來(lái)源，評(píng)定其測(cè)量不確定度，對(duì)提高礦粉親水系數(shù)指標(biāo)的檢測(cè)質(zhì)量具有重要意義。

1 測(cè)量原理

1）依據(jù)JTGE 42—2005《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行測(cè)量。

2）礦粉的親水系數(shù)即礦粉試樣在水（極性介質(zhì)）中膨脹的體積與同一試樣在煤油（非極性介質(zhì)）中膨脹的體積之比。

2 數(shù)學(xué)模型

式中：η為親水系數(shù)；VB為水中沉淀物體積，mL；VH為煤油中沉淀物體積，mL。

3 測(cè)量不確定度來(lái)源分析

1）水中沉淀物體積測(cè)量引入的不確定度分量urel（VB），采用標(biāo)準(zhǔn)不確定度B類(lèi)評(píng)定。

2）煤油中沉淀物體積測(cè)量引入的不確定度分量urel（VH），采用標(biāo)準(zhǔn)不確定度B類(lèi)評(píng)定。

4 測(cè)量不確定度分量的確定

依據(jù)JJF1059.1—2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》[2]，可分別對(duì)上述分量以及η的測(cè)量不確定度進(jìn)行評(píng)定。

4.1 水中沉淀物體積測(cè)量引入的不確定度分量urel（VB）

水中沉淀物體積測(cè)量的不確定度由兩部分組成，天平導(dǎo)致的不確定度和量筒導(dǎo)致的不確定度。

1）天平引入的測(cè)量不確定度u1rel（m1）。稱(chēng)量礦粉質(zhì)量所用天平為百分之一天平，其分辨率為0.01 g，以矩形分布估計(jì)，則

已知礦粉質(zhì)量為5g，以相對(duì)不確定度表示，則寫(xiě)為

2）由量筒引入的測(cè)量不確定度u2rel（V1）。所用量筒的分辨率為0.1mL，其區(qū)間的半寬為0.05 mL，以矩形分布估計(jì)，則

假設(shè)水中沉淀物體積為4.2 mL，則相對(duì)不確定度為u2rel（V1）=2.89×10-2/4.2=6.88×10-3

4.2 煤油中沉淀物體積測(cè)量引入的不確定度分量urel（VH）

煤油中沉淀物體積測(cè)量的不確定度由兩部分組成，天平導(dǎo)致的不確定度和量筒導(dǎo)致的不確定度。

1）天平引入的測(cè)量不確定度u1rel（m2）。稱(chēng)量礦粉質(zhì)量所用天平為另外一臺(tái)天平，其分辨率為0.01 g，以矩形分布估計(jì)，則

已知礦粉質(zhì)量為5 g，以相對(duì)不確定度表示，則寫(xiě)為u1rel（m2）=2.89×10-3/5=5.78×10-4

2）由量筒引入的測(cè)量不確定度u2rel（V2）。所用量筒為另一量筒，其分辨率為0.1mL，區(qū)間的半寬為0.05 mL，以矩形分布估計(jì)，則

假設(shè)煤油中沉淀物體積為5.0 mL，則相對(duì)不確定度為u2rel（V2）=2.89×10-2/5.0=5.78×10-3

5 礦粉親水系數(shù)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

由于被測(cè)量的測(cè)量模型中VB與VH兩個(gè)分量是相乘的關(guān)系，則η的相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

則η的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

6 礦粉親水系數(shù)的擴(kuò)展不確定度評(píng)定

由于各分量VB與VH為獨(dú)立的矩形分布，則兩者的商η仍服從矩形分布，取置信概率P=95%，則包含因子kp=1.65。

η的擴(kuò)展不確定度為

7 礦粉親水系數(shù)不確定度報(bào)告

親水系數(shù)η=0.84，擴(kuò)展不確定度Up=0.013，包含因子kp=1.65。

8 結(jié)論

1）采用標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)量礦粉的親水系數(shù)η為0.84，擴(kuò)展不確定度Up=0.013，包含因子kp=1.65。

2）不確定度分析結(jié)果表明，沉淀物體積測(cè)量不準(zhǔn)確是測(cè)量不確定度的主要來(lái)源。

[1]JTGE42—2005，公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程[S].

[2]JJF 1059.1—2012，測(cè)量不確定度評(píng)定與表示[S].

[3]國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局計(jì)量司.測(cè)量不確定度評(píng)定與表示指南[M].北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2003.