木材含水率測量儀示值誤差的不確定度評定

劉佩僑

河北省計量監督檢測研究院 河北石家莊 050000

1 概述

1.1 測量依據

JJG986-2004《木材含水率測量儀檢定規程》。

1.2 環境條件

溫度：（5-35）℃；相對濕度：小于85%RH。

1.3 測量標準

用高準確度天平測量出樣品標準含水率。

1.4 被測對象

木材含水率測量儀，測量含水率范圍6%-28%。1.0級儀器示值最大誤差±1.0%；2.0級儀器示值最大誤差±2.0%；5.0級儀器示值最大誤差±5.0%。

1.5 測量過程

測出木樣標準含水率的當日測量木材含水率測量儀，測量結果與標準含水率之差即為木材含水率測量儀的示值誤差[1-3]。

1.6 評定結果的使用

在符合上述條件下的測量結果，一般可直接使用本不確定度的評定結果。

2 數學模型

式中：Sh——被檢定測量儀示值誤差；

Wh——測量儀測量結果；

Wr——木樣的標準含水率。

3 輸入量的標準不確定度的評定

3.1 輸入量Wh 的標準不確定度u（Wh）的評定

輸入量Wh的不確定度來源，主要是木材含水率測量儀的測量重復性，可采用A類方法進行評定。按貝塞爾公式計算：

用一臺木材含水率測量儀對同一標準木塊重復測量10次，得到一組數據。平均值為16.44%，標準偏差s＝0.0699。則有：

3.2 輸入量Wr 的標準不確定度u（Wr）的評定

木樣的標準含水率Wr的不確定度主要來源于天平稱重示值誤差引起的不確定度，殘留水份引起的不確定度，木樣含水率的穩定性，木樣含水率的均勻性。根據JJG986-2004《木材含水率測量儀計量檢定規程》，木材含水率由下式計算：

式中：Wr——木樣的標準含水率；

W1——木樣的干重；

W2——木樣平衡后的濕重。

按照公式（3），根據試樣的含水率均勻性和穩定性數據，可確定試樣定值的不確定度。合成標準不確定度由下式表示：

上式中，W1和W2采用天平稱重，誤差為0.001g，由此引起的標準不確定度為：

根據試驗結果，引起木材干重變化（剔除嚴重霉變試樣）的為δs≤0.3%W1，當樣品處于潮濕狀態下（W1＝92.215g，W2=113.985g，含水率Wr＝23.6%），可取δs=0.3%，于是：

樣品殘留水份最大值估計為樣品重量的0.1%，由此引起的標準不確定度為：

根據試驗結果，試樣含水率的均勻性為：δu＝0.2%，由此引起的標準不確定度為：

把u1(W1)、u2(W1)、u3(W1)、u(W2)、u(δu)、W1＝92.215g、W2=113.985g，代入公式（4）則有：u(Wr)=0.25%合成標準不確定度的評定。

靈敏系數：

合成標準不確定度的計算：

4 擴展不確定度的評定

取擴展因子k=2，則被檢定測量儀示值誤差擴展不確定度為：

5 結語

木材含水率測量儀示值誤差測量結果不確定度來源主要是儀器測量重復性和標準含水率定值。由于木材含水率測量儀測量的是木材的局部含水率，因此標準含水率定值不確定度主要考慮木材含水率的均勻性和穩定性。