王 奎

（貴州理化測試技術研究院有限公司，貴州貴陽 550014）

0 引言

通過對混凝土貫入阻力測定儀實施量值傳遞，能夠進一步提高混凝土貫入阻力測定儀在檢測期間的精確性。在混凝土測試時采取的是杠桿原理，結合混凝土貫入阻力測定儀使用時的原理，在對混凝土拌合物凝結度測定時，可選擇標準測力儀。本文將針對混凝土貫入阻力測定儀測量結果不確定度評定展開深入探討[1]。

1 測量原理

1.1 測量依據(jù)

JJG(交通)095-2009 混凝土貫入阻力測定儀檢定規(guī)程。

1.2 測量設備

（1）標準測力儀：量程大于1000N，準確度等級0.3 級。（2）秒表：分度值0.1s。（3）游標卡尺：量程（0 ～200）mm，分度值0.02mm。（4）深度游標卡尺：量程（0 ～300）mm，分度值0.02mm。（5）外徑千分尺：量程（0 ～25）mm，分度值0.01mm。（6）絕緣電阻測量儀。

1.3 環(huán)境條件

校準時無振動、無腐蝕性氣體。

2 混凝土貫入阻力測定儀測量結果不確定度評定

2.1 混凝土貫入阻力測定儀力值測量結果不確定度評定

2.1.1 概述

（1）測量方法：依據(jù)JJG(交通)095-2009 混凝土貫入阻力測定儀檢定規(guī)程。（2）測量環(huán)境：校準時無振動、無腐蝕性氣體。（3）測量標準：0.3 級標準測力儀，相對最大允許誤差位：±0.3%，（0.1 ～5.0）kN。（4）被測對象：混凝土貫入阻力測定儀。（5）測量過程：基于特定環(huán)境前提下，對標準測力儀使用混凝土貫入阻力測定儀施加負荷達到測量點，這時就能獲取與標準力值相符的混凝土貫入阻力測定儀負荷示值，并將此方法連續(xù)至少3 次以上，以3 次示值的算術平均值減去標準力值，即得到測量點混凝土貫入阻力測定儀的示值誤差。

2.1.2 數(shù)學模型

數(shù)學建模：ΔF=F-

式中，ΔF—混凝土貫入阻力測定儀的輸出力值示值誤差，kN；F—混凝土貫入阻力測定儀輸出力值負荷示值，kN；—標準測力儀3 次示值的算術平均值，kN。

2.1.3 不確定度來源分析

分別由u1和u2組成，前者為測量重復誤差得出的標準不確定度；后者則為標準測力儀誤差得出的標準不確定度，由兩者共同組成了不確定度來源。

2.1.4 輸入量的標準不確定度評定

表1 輸入量的標準不確定度評定

單次試驗標準差s=R/1.69=0.6/1.69=0.355N，實際以3 次測量值的算術平均值為測量結果，可得（n為測量次數(shù)），則u()=0.205N。

（2）輸入量F的標準不確定度u(F)的評定

u2作為輸入量F的標準不確定度，通常由標準測力儀誤差所致?！繿屬于標準測力儀檢定證書得出的最大誤差，若前提設置均勻分布，那么可取包含因子，標準不確定度。例如，混凝土貫入阻力測定儀施力600N 時，輸入量的標準不確定度。

2.1.5 合成標準不確定度的評定

標準不確定度匯總如表2 所示，合成標準不確定度uc(ΔF)=1.059N。

表2 標A.1標準不確定度匯總表

2.1.6 擴展不確定度的評定

取包含因子k=2，擴展不確定度：U=k×uc(ΔF)=2×1.059=2.118N。

相對擴展不確定度：Urel=k×uc(ΔF)/F=2.118/600 ≈0.4%。

同理可得，200N 時，Urel=0.4%，k=2；400N 時，Urel=0.4%，k=2；800N 時，Urel=0.4%，k=2；1000N 時，Urel=0.4%，k=2。

2.2 混凝土貫入阻力測定儀貫入測針測頭直徑示值誤差測量結果不確定度評定

2.2.1 概述

（1）測量方法：依據(jù)JJG(交通)095-2009 混凝土貫入阻力測定儀檢定規(guī)程。（2）測量環(huán)境：校準時無振動、無腐蝕性氣體。（3）測量標準：外徑千分尺，測量范圍：（0 ～25）mm，U=0.7μm(k=2)。（4）被測對象：混凝土貫入阻力測定儀貫入測針測頭直徑。（5）測量過程：用外徑千分尺的讀數(shù)和混凝土貫入阻力儀測定儀貫入測針測頭直徑的被測長度相比較，得出示值誤差[2]。（6）評定結果的使用：符合上述條件的測量結果，一般可參照使用本不確定度的評定方法。

2.2.2 數(shù)學模型

以混凝土貫入阻力測定儀測針測頭直徑（11.28mm）為例，混凝土貫入阻力測定儀貫入測針測頭直徑。

測量示值誤差：

式中，LS被測混凝土貫入阻力測定儀貫入測針測頭直徑，mm；Lm外徑千分尺示值，mm。

2.2.3 標準不確定度分量計算

不確定度的來源共體現(xiàn)在兩個方面。首先，基于重復性背景下，由被測混凝土貫入阻力測定儀貫入測針測頭直徑測量重復性所致得到的不確定度分項u(Ls)，采用A 類評定方法。其次，u(Lm)作為外徑千分尺的示值誤差而導致的不確定度分項，可選擇B 類評定方法。

（1）標準不確定度分量u(Ls)的評定

該不確定度分量主要是由于被檢混凝土貫入阻力測定儀貫入測針測頭直徑的測量重復性引起的，可以通過連續(xù)測量得到測量列，采用A 類方法進行評定。用外徑千分尺對一臺混凝土貫入阻力測定儀貫入測針測頭直徑重復測量10 次（11.28mm 時），得到測量列：11.283、11.284、11.282、11.282、11.282、11.283、11.282、11.281、11.284、11.282。

（2）標準不確定度u(Lm)的評定

該不確定度分量主要由外徑千分尺的誤差引起，外徑千分尺最大允許誤差為±4μm，標準不確定度。

2.2.4 合成標準不確定度的計算

合成標準不確定度的計算公式：

2.2.5 標準不確定度匯總

標準不確定度匯總如表3 所示。

表3 B1標準不確定度一覽表

2.2.6 擴展不確定度的評定

取包含因子k=2，擴展不確定度U=kuc=2×2.51 ≈6μm。

2.2.7 不確定度報告

混凝土貫入阻力測定儀貫入測針測頭直徑在11.28mm時，示值誤差測量結果的擴展不確定度U=6μm，k=2。同理可得其他尺寸時，U=6μm，k=2。

2.2.8 校準和測量能力

校準和測量能力如表4 所示。

表4 校準與測量能力

2.3 混凝土貫入阻力測定儀試樣筒長度示值誤差測量結果不確定度評定

2.3.1 概述

（1）測量方法：依據(jù)JJG(交通)095-2009 混凝土貫入阻力測定儀檢定規(guī)程。（2）測量環(huán)境：校準時無振動、無腐蝕性氣體。（3）測量標準：電子數(shù)顯卡尺。（4）被測對象：混凝土貫入阻力測定儀試樣筒長度。（5）測量過程：用電子數(shù)顯卡尺的讀數(shù)和混凝土貫入阻力測定儀的被測試樣筒長度相比較，得出示值誤差。（6）評定結果的使用：符合上述條件的測量結果，一般可參照使用本不確定度的評定方法。

2.3.2 數(shù)學模型

以混凝土貫入阻力測定儀試樣筒上口直徑（160mm）為例，混凝土貫入阻力測定儀試樣筒上口直徑測量示值誤差方程：

式中，LS被測混凝土貫入阻力測定儀試樣筒上口直徑，mm；Lm電子數(shù)顯卡尺示值，mm。

2.3.3 標準不確定度分量計算

不確定度的來源主要有以下兩個方面。首先，在重復性條件下由被測混凝土貫入阻力測定儀試樣筒上口直徑測量重復性所致得到的不確定度分項u(Ls)，通?？蛇x擇A類評定方法。其次，對于電子數(shù)顯卡尺的示值誤差所致得出的不確定度分項u(Lm)，則可選擇B 類評定方法[3]。

（1）標準不確定度分量u(Ls)的評定

該不確定度分量主要是由于被檢混凝土貫入阻力測定儀試樣筒上口直徑的測量重復性引起的，可以通過連續(xù)測量得到測量列，采用A 類方法進行評定[4-7]。用電子數(shù)顯卡尺對一臺混凝土貫入阻力測定儀試樣筒上口直徑重復測量10 次（160mm 時），得到測量列：160.23、160.24、160.23；160.24、160.23、160.24、160.23、160.24、160.24、160.23。

（2）標準不確定度u(Lm)的評定

該不確定度分量主要由電子數(shù)顯卡尺的誤差引起，電子數(shù)顯卡尺證書給出的最大允許誤差為±0.04mm，假設服從均勻分布，取包含因子，則標準不確定度。

2.3.4 合成標準不確定度的計算

合成標準不確定度的計算公式：

2.3.5 標準不確定度匯總

標準不確定度匯總如表5 所示。

2.3.6 擴展不確定度的評定

取包含因子k=2，擴展不確定度U=kuc=2×0.04=0.08mm。

2.3.7 不確定度報告

混凝土貫入阻力測定儀試樣筒上口直徑，在160mm時，示值誤差測量結果的擴展不確定度U=0.1mm，k=2。同理可得其他尺寸時，U=0.1mm，k=2。

2.3.8 校準和測量能力

校準和測量能力如表6 所示。

表6 校準與測量能力

3 結語

混凝土貫入阻力測定儀測量期間，主要是對混凝土凝結時間利用貫入阻力法實施檢測，屬于確?；炷涟韬腺|(zhì)量的一種必備儀器。結合混凝土貫入阻力測定儀測量原理，深入剖析了混凝土貫入阻力測定儀測量結果不確定度評定過程，以期能為相關行業(yè)及業(yè)界人士工作質(zhì)量的提升給予參考性建議。