時(shí)方榮 鄧仕奎 陳恩 趙慶岳

六盤(pán)水市檢驗(yàn)檢測(cè)中心 貴州六盤(pán)水 553000

現(xiàn)如今社會(huì)對(duì)水泥的需求非常大，對(duì)水泥膠砂試模的需求也很大，水泥膠砂試模主要用于制作測(cè)試水泥膠砂材料力學(xué)性能的試件，而且水泥膠砂試模是建筑工地和各院校實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常用到的建筑試件，通過(guò)控制水泥膠砂試模的基本尺寸偏差等計(jì)量性能，保證試件的幾何尺寸，正確反映水泥等材料的物理性能。因此，通過(guò)從測(cè)量尺寸不確定度的評(píng)定，從而保證水泥膠砂試模的準(zhǔn)確性和可靠性，正確反映水泥等材料的物理性能具有重要的意義。

1 測(cè)量方法

（1）測(cè)量依據(jù)。JJF1307—2003《試模校準(zhǔn)規(guī)范》、JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》。

（2）環(huán)境條件。校準(zhǔn)室溫度：（20±10）℃；校準(zhǔn)前，試模和校準(zhǔn)用器具等溫時(shí)間不小于一小時(shí)。

（3）測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。游標(biāo)卡尺：0-300mm，MPE=±0.04mm。

（4）被測(cè)對(duì)象。水泥膠砂試模。

（5）測(cè)量過(guò)程。用卡尺直接測(cè)量水泥膠砂試?；境叽?，卡尺量程為0-300mm，分度值為0.02mm。

（6）評(píng)定結(jié)果的使用。在符合上述條件下的測(cè)量，一般可直接使用本不確定度的評(píng)定結(jié)果。

2 不確定度來(lái)源分析

下面就以游標(biāo)卡尺測(cè)量40mm×40mm×160mm灰鑄鐵材料的水泥膠砂試模為例，對(duì)水泥膠砂試?；境叽缙顪y(cè)量結(jié)果的不確定度進(jìn)行評(píng)定。從測(cè)量方法可以看出，不確定度主要來(lái)源于以下幾個(gè)方面：①測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度；②測(cè)量用卡尺的示值誤差引入的不確定度；③測(cè)量用卡尺的分度值引入的不確定度；④卡尺和水泥膠砂試模的線膨脹系數(shù)差引入的不確定度。

3 數(shù)學(xué)模型

水泥膠砂試?；境叽绲钠睿?/p>

e=L卡-L模

式中：L卡——卡尺的讀數(shù)值；

L?！嗄z砂試模的基本尺寸；

4 各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度（分量）的評(píng)定

（1）測(cè)量重復(fù)性 1u 。示值讀數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來(lái)源主要是由測(cè)量重復(fù)性引入，采用A類評(píng)定方法。本次對(duì)水泥膠砂試模的同一尺寸多次測(cè)量，表1為水泥膠砂試模的40mm尺寸分別重復(fù)測(cè)量10次，結(jié)果如下（mm）：

表1

用貝塞爾公式計(jì)算得實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差[1]為：

L=40mm時(shí)：s=0.02mm

在實(shí)際工作中，校準(zhǔn)試模測(cè)量每個(gè)尺寸均應(yīng)在測(cè)量?jī)啥撕椭虚g各一次，同一尺寸應(yīng)該測(cè)量三次[2]，則n=3，則引入的不確定度分量為：

（2）測(cè)量用卡尺的示值誤差引入的不確定度分量 2u 。根據(jù)JJG30-2012《通用卡尺》的規(guī)定[3]，測(cè)量范圍上限為70mm時(shí)，示值最大允許誤差為±0.02mm，那么測(cè)量40mm時(shí)的最大允許誤差為：±0.02mm，采用B類評(píng)定方法，按均勻分布，包含因子

（3）測(cè)量用卡尺的分度值為0.02mm，a=0.02/2=0.01mm，采用B類評(píng)定方法，按均勻分布[4]，包u含因子k故由卡尺分度值誤差引起的標(biāo)準(zhǔn)u不 確定度分量 3

L=40mm時(shí)： 3=0.01mm/3 ≈0.006mm

（4）測(cè)u量用卡尺和水泥膠砂試模的線膨脹系數(shù)差引入的不確定度分量 4。HT200灰鑄鐵的線膨脹δ系數(shù)為8×10-6/℃，則水泥膠砂試模和卡尺的線膨脹系數(shù)差a估計(jì)為|8-11.5|×10-6℃-1，采用B類評(píng)定方法，按三角分布[4]：包含因子，校準(zhǔn)室溫度：（20±10）℃，取最大偏差10℃計(jì)算，則：

L=40mm時(shí)： u4=（40mm×10℃×3.5×10-6℃-1）≈0.0006mm

校準(zhǔn)前，按要求水泥膠砂試模和校準(zhǔn)用器具等溫時(shí)間不少于一小時(shí)，因此，受溫度影響很小，故可以不對(duì)卡尺和水泥膠砂試模間溫度差引入的不確定度u分量進(jìn)行評(píng)定。

（5）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度c。

（6）不確定度一覽表。

表2

5 擴(kuò)展不確定度U

U=k· cu 取k=2

L=40mm時(shí)：U=2×0.018mm=0.04mm

同理評(píng)定：

L=160mm時(shí)：U=2×0.022mm=0.05mm

6 結(jié)果與討論

本文從測(cè)量重復(fù)性、測(cè)量用卡尺的示值誤差、測(cè)量用卡尺的分度值以及卡尺和水泥膠砂試模的線膨脹系數(shù)差引入的不確定度等方面進(jìn)行不確定度評(píng)定，通過(guò)不確定度的評(píng)定可以看出，本方法測(cè)試的不確定度主要來(lái)自于測(cè)量重復(fù)性和卡尺的示值誤差帶來(lái)的不確定度。

測(cè)量不確定度評(píng)定結(jié)果為：

L=40mm時(shí)： cu =0.018mm，U=0.04mm（k=2）

L=160mm時(shí)： cu =0.022mm，U=0.05mm（k=2）