水泥膠砂振動臺的校準方法探討及其測量分析研究

鄒建清

（福建省計量科學研究院，福建 福州350003）

1 概述

水泥膠砂振動臺常見于建筑交通行業有關實驗室，在檢測公司、攪拌站、建設工程質量監督站、科研機構中普遍應用。它用于振實水泥試體，且對試體及其試模進行定幅、定頻的振動設備。它的工作原理為電機旋轉帶動偏重輪一起旋轉，由于偏重輪和轉動軸不同心，當電機高速旋轉時，產生激振力，使臺面上下往復運動，達到振實試模中的水泥膠砂試體的目的，它具有定幅、定頻、水泥強度穩定、工作噪聲小，效率高等優點，因此在建筑交通行業中應用廣泛。

2 測量過程

在規定條件下，依據《JJF1867-2020 水泥膠砂振動臺校準規范》的要求，在環境溫度（20±15）℃，相對濕度≤80%，供電電壓（380±38）V 下，并選用水泥軟練設備測量儀（型號SZC-IV）對水泥膠砂振動臺進行振幅和頻率的測量。將水泥軟練設備測量儀測振傳感器與主機用導線連好，把磁座旋緊在傳感器上，將安裝上磁座的傳感器固定在被測的水泥膠砂振動臺臺面的中心位置，開啟被檢水泥膠砂振動臺，待振幅穩定后讀水泥軟練設備測量儀取面板的位移檔區數值，重復測量3 次，取平均值作為中心振幅的測量結果。同樣，重復測量3 次，記錄水泥軟練設備測量儀的振動頻率值，取其算術平均值作為測量結果。用水泥軟連設備測量儀分別測量振動穩定狀態下的臺面中心點和靠近試模的四個頂角位置的振幅，并由公式（1）計算出振幅均勻度N。

3 水泥膠砂振動臺振幅的測量分析

3.1 測量模型：

公式（2）中：A- 水泥膠砂振動臺中心振幅實際值，mm；

3.2 標準不確定度分量的評定

3.2.2 選取一水泥膠砂振動臺（GZ-75），以水泥軟練設備測量儀對其中心振幅連續進行10 次測量，得到測量結果如下表1所示：

表1

其所求振幅的平均值：

單次實驗標準偏差：

實際測量中是在重復性條件下測量3 次，取其三者平均值為測量結果。

則

3.3 合成標準不確定度的評定

3.3.1 靈敏系數：由測量模型A=A 得

3.3.2 標準不確定度匯總表，見下表2：

表2

3.3.3 合成標準不確定度的計算：

3.5 校準和測量能力（CMC）：

該項目的CMC 為：中心振幅測量范圍：（0.75±0.02）mm，U=0.0132mm，k=2。

4 水泥膠砂振動臺頻率的測量分析

4.1 測量模型：

公式（3）中：f- 水泥膠砂振動臺頻率實際值，Hz；

4.2 標準不確定度分量的評定

4.2.2 選取一水泥膠砂振動臺，以水泥軟練設備測量儀對其頻率連續進行10 次測量，得到測量結果如下表3 所示：

表3

其所求的平均值：

單次實驗標準偏差：

實際測量中是在重復性條件下測量3 次，取其三者平均值作為測量結果。

則

4.3 合成標準不確定度的評定

彼此獨立，互不相關，所以合成標準不確定度

4.4 水泥膠砂振動臺頻率的擴展不確定度

取包含因子k=2，則擴展不確定度U=k×uc（f）≈0.1Hz

4.5 校準和測量能力（CMC）：

該頻率項目的CMC 為：頻率測量范圍：（50.0±0.3）Hz，U=0.1Hz，k=2。

5 結論

本文介紹了水泥膠砂振動臺的工作原理和用途，并簡述了測量方法過程，分析了水泥膠砂振動臺的振幅和頻率的不確定度來源及其表示方式，實現了對水泥膠砂振動臺校準的量值溯源，為水泥膠砂振動臺的實際應用提供技術保障，使其在建筑交通行業的質量控制中發光發熱。其最終校準和測量能力可用下表4 來表示。

表4