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        礦粉親水系數(shù)測量不確定度評定

        2018-03-05 10:50:03張衛(wèi)忠
        天津建設(shè)科技 2018年1期
        關(guān)鍵詞:沉淀物量筒親水

        □文 /張衛(wèi)忠

        測量不確定度是指表征被測量值分散性的非負參數(shù)。分析不確定度來源,進行不確定度評定,有利于提高檢測數(shù)據(jù)的準確性和可信度。目前,化工和機械加工領(lǐng)域開展的測量不確定度分析較多,公路施工質(zhì)量檢測領(lǐng)域中測量不確定度評定開展的較少。礦粉親水系數(shù)是礦粉質(zhì)量檢測的重要指標[1]。因此,開展該項指標的不確定度分析,明確其不確定度來源,評定其測量不確定度,對提高礦粉親水系數(shù)指標的檢測質(zhì)量具有重要意義。

        1 測量原理

        1)依據(jù)JTGE 42—2005《公路工程集料試驗規(guī)程》進行測量。

        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 測量不確定度來源分析

        1)水中沉淀物體積測量引入的不確定度分量urel(VB),采用標準不確定度B類評定。

        2)煤油中沉淀物體積測量引入的不確定度分量urel(VH),采用標準不確定度B類評定。

        4 測量不確定度分量的確定

        依據(jù)JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》[2],可分別對上述分量以及η的測量不確定度進行評定。

        4.1 水中沉淀物體積測量引入的不確定度分量urel(VB)

        水中沉淀物體積測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)天平引入的測量不確定度u1rel(m1)。稱量礦粉質(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,則

        已知礦粉質(zhì)量為5g,以相對不確定度表示,則寫為

        2)由量筒引入的測量不確定度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,則

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

        4.2 煤油中沉淀物體積測量引入的不確定度分量urel(VH)

        煤油中沉淀物體積測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)天平引入的測量不確定度u1rel(m2)。稱量礦粉質(zhì)量所用天平為另外一臺天平,其分辨率為0.01 g,以矩形分布估計,則

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

        2)由量筒引入的測量不確定度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,則

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

        5 礦粉親水系數(shù)的合成標準不確定度評定

        由于被測量的測量模型中VB與VH兩個分量是相乘的關(guān)系,則η的相對合成標準不確定度為

        則η的合成標準不確定度為

        6 礦粉親水系數(shù)的擴展不確定度評定

        由于各分量VB與VH為獨立的矩形分布,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的擴展不確定度為

        7 礦粉親水系數(shù)不確定度報告

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

        8 結(jié)論

        1)采用標準方法測量礦粉的親水系數(shù)η為0.84,擴展不確定度Up=0.013,包含因子kp=1.65。

        2)不確定度分析結(jié)果表明,沉淀物體積測量不準確是測量不確定度的主要來源。

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

        [2]JJF 1059.1—2012,測量不確定度評定與表示[S].

        [3]國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局計量司.測量不確定度評定與表示指南[M].北京:中國計量出版社,2003.

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