拉力機不確定度的評定

摘要：通過拉伸強度試驗對拉力機的不確定度進行評定，強度拉伸試驗主要包括對拉力機的拉力進行測定，而不確定度主要來自受力的面積。通過分析和計算，使用拉力機對測定力的儀器進行加載，得到拉力機的的載荷值，采用數學的方法，算出某點的示值誤差，對拉力機的不確定度進行評定。

關鍵詞：強度拉伸試驗；載荷；不確定度

引言

對拉力機的不確定度的測量其實就是對測量力值的誤差的大小進行評定，這其實也是表明該試驗效果的一個因素。對拉力機的不確定度進行評定，不僅應該得到最適合的估量值，還要對不確定度進行評定。

根據ISO/IEC 17025：1999《檢測和校準實驗室能力的通用要求》要求及規定，測量實驗室和標準實驗室都應該具有完整的測量不確定度的程序，能夠在實驗中利用完整的程序對不確定度進行測量，本文主要通過拉力機的強度拉伸實驗對不確定度進行評定。

不確定度的測量和評定是一個新的概念，新概念的出現改變看測量誤差的分類方法，在傳統試驗中，我們將測量結果的誤差分為隨即誤差和系統誤差，而不確定的測量方法可將測量結果的誤差分為兩大類誤差評定的方法，主要包括可以用統計方法計算的（A類分量）和其他方法估算的出類分量）兩類誤差。A類分量主要是通過反復測量，以統計學的方法計算得到標準偏差，而B類分量是用其他方法估計出近似的標準偏差，兩者在準確性上有所差別，A類分量以計算為主，B類分量以估計為主，在兩種分量彼此獨立，通常可用方差合成的方法得出合成不確定度的表征值。

1 概述

測量不確定度就是對試驗測量結果的可信性、有效性的懷疑程度或不肯定程度，是對測量結果的說明的一個因素。在試驗測量中，由于實驗人員在測量過程存在著各種誤差，導致被測量的結果具有不完全性，可能缺少某個范圍內的壓力值或拉力值，且測量結果具有一定的分散性，測量結果的規律性不太統一，以雜亂無章的順序分布在各個區域里。客觀上存在的誤差總量是一個不變值，但由于不能完全認知或掌握整個誤差范圍的值，只能認為它是以某種概率分布存在于某個區域內，而這種概率分布本身也具有分散性。測量不確定度就是說明被測量之值分散性的參數，它不說明測量結果是否接近真值。

為了表征這種分散性，測量不確定度用標準差表示。在實際使用中，往往希望知道測量結果的置信區間，測量不確定度也可用標準差的倍數或說明了置信水準的區間的半寬度表示。為了區分這兩種不同的表示方法，分別稱它們為標準不確定度和擴展不確定度。

2 確定數學模型

本次試驗的主要測量方法根據JJG139-1999《拉力、壓力和萬能試驗機檢定規程》的要求進行完成，環境溫度為20～30℃，其中溫差的允許范圍為1℃/h～2℃/h，根據0.3級標準測力儀進行拉力強度的測定，被測對象為拉力機的拉力、壓力，力的范圍為2.0KN～3000KN，允許的最大相對誤差為±1.0%，使用試驗機對標準測力儀施加負荷至測量點，可得到與標準力值相對應的試驗機負荷示值。該過程連續進行3次，以3次示值的算術平均值減去標準力值，即得該測量點的試驗機的示值誤差。

拉力機的拉伸強度試驗公式為：

該試驗不確定度主要來自拉力值、壓力值、被測物體的厚度等方面，測量力的不確定度則主要取決于拉力機的誤差值。

用對觀測列的統計分析進行評定得出的標準不確定度稱為A類標準不確定度，用不同于對觀測列的統計分析來評定的標準不確定度稱為B類標準不確定度。將不確定度分為“A”類與“B”類，僅為討論方便，并不意味著兩類評定之間存在本質上的區別，A類不確定度是由一組觀測得到的頻率分布導出的概率密度函數得出：B類不確定度則是基于對一個事件發生的信任程度。它們都基于概率分布，并都用方差或標準差表征。兩類不確定度不存在那一類較為可靠的問題。

根據B類評定的方法，將拉力試驗機的示值誤差導入不確定度的評定，示值誤差確定為1%，按平均分布來計算，主要計算公式如下：

4 結語

首先對拉力機的不確定度的測量的分析，規定實驗室和標準實驗室都應該具有完整的測量不確定度的程序，能夠在實驗中利用完整的程序對不確定度進行測量，不確定的測量方法可將測量結果的誤差分為兩大類誤差評定的方法，主要包括可以用統計方法計算的（A類分量）和其他方法估算的出類分量（B類分量）兩類誤差，本文采用B類測量的方法，得到示值誤差、力試驗機的校準值以及拉力機的取舍值進行分析計算，最后得到個體樣本的標準偏差，對拉力試驗機的不確定度進行了評定。

參考文獻：

[1] GB/T528-2009，硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應力應變性能的測定[s] .

[2]倪育才. 實用測量小確定度評定（第3版）[M]. 北京中國計量出版社，2009.

[3]JJF 1059-1999，測量不確定度評定與表示[s].

[4]沙定國. 測定不確定度與測量誤差[J]. 光學技術，1995（4）：43-48.

[5]張建，雷曉杰，張平萍. 測量不確定度與測量誤差的區別及評定方法[J]. 金屬制品，2004，30（6）：43-45.

[6] 郭曉松，丁紅全. 測量不確定度和測量誤差的區別與聯系[J]. 計量與測試技術，2006，33（12）：47-48.

作者簡介：

王范樹（1983-），男，碩士，山東臨沂人，主要從事礦用設備檢測檢驗工作。