鋼筋標距儀標點距離校準結果的不確定度評定

【摘要】 本文闡述了鋼筋標距儀的原理及用途，并對鋼筋標距儀標點距離校準結果進行不確定度分析和評定，評定過程充分考慮了各項不確定度分量，同時給出了具體計算方法和公式，完整的評定過程和不確定度相關的數據。

【關鍵詞】 鋼筋標距儀；不確定度；熱膨脹系數

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2018.03.010

Abstract： This paper expounds the principles and uses of the steel bar gauge，and analyses the uncertainty of the distance calibration result of the steel bar gauge. It considers the uncertainty components in the evaluation process，and gives the calculation methods，formulas，evaluation process and the uncertainty of data.

Key words： steel bar gauge；uncertainty；coefficient of thermal expansion

鋼筋標距儀是一種為測試鋼筋延伸率而在鋼筋上以劃印為標記的儀器，主要用來測試鋼筋延伸率，有效控制工業建筑過程中鋼筋的質量，對我國工業以及建筑質量檢測行業的快速發展起到一個很好的質量保證作用。按其操作方式可分為電動鋼筋標距儀、手動鋼筋標距儀兩種。從而可以得到鋼筋的延伸率。

1 測量方法

鋼筋標距儀應用螺旋副傳動原理，通過一根具有螺旋帶的軸旋轉360°，將回轉運動變為直線運動，在不同位置順序抬起沖頭，并借助彈簧的彈力沖擊打點，手柄搖動一周即可在樣坯上打出直線排列間距為5mm或10mm的標點。

具體操作時需要選用一根銅質或鐵質的測試棒作為被檢對象，在有效量程內均布選取三組相鄰兩點，用通用卡尺進行測量，取平均值，得出標點距離。測量標準及其他設備見表1。

2 數學模型

校準結果的示值誤差e：

3 方差和靈敏系數

由于[Δt]和[Δts]是采用同一個溫度計測量而具有相關性，其數學處理過程比較復雜，為了簡化數學處理過程，需要通過如下方法將相關轉化為不相關。

4 不確定度來源分析與評定

4.1 測量重復性引入的標準不確定度分量[u（L）]

在已標定好的測試棒上選擇一段間距進行測量，以10mm間距為例，在相同條件下測量10次，結果為：10.00mm、10.02mm、10.00mm、10.00mm、10.02mm、10.02mm、10.00mm、10.00mm、10.02mm、10.00mm，經計算得出單次測量實驗標準偏差：[s（L）]=0.01mm。

實際測量中以三次測量的平均值作為測量結果，于是不確定度分量為：

4.2 通用卡尺引入的標準不確定分量[u（Ls）]

通用卡尺引入的標準不確定度，主要來源于通用卡尺的示值誤差，采用B類方法進行評定。由現有通用卡尺檢定規程可知，量程在0～70mm范圍的最大允許誤差為±0.02mm，按均勻分布，則：

4.3 測試棒（鐵質）與通用卡尺線膨脹系數引入的標準不確定度分量[u（δα）]

由于材料性質的差異，兩種材料熱膨脹系數界限在（11±1）[×]10-6/[℃]的范圍內服從均勻分布，則[δα]的區間半寬為2[×]10-6/[℃]，服從三角分布，偏離標準溫度的范圍是±5℃，其標準不確定度計算如下：

4.4 測試棒與通用卡尺的溫度差引入的標準不確定度分量[u（δt）]

測試棒與通用卡尺之間存在溫差，并以等概率落于估計區間-10～10℃內，采用B類方法進行評定。

4.5 合成標準不確定度[uc（L）]的評定

輸入量Ls、δα和δt彼此獨立，所以合成標準不確定度為：

5 擴展不確定度[U]的評定

標點間距L為5mm或10mm時，擴展不確定度：

6 結語

本研究所得出的鋼筋標距儀標點距離校準結果的測量不確定度為U=0.03（mm）（k=2），該評定結果是表征合理賦予被測量值的分散性，是測量結果含有的一個參數，測量的質量可以用不確定度來說明，不確定度越小，表示測量結果的可信程度越高，反之，不確定度越大，表示測量結果的可信程度越低。

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