材料试验机试验力示值测量结果的不确定度评定

1、 材料试验机试验力示值测量结果的不确定度评定 摘 要： 在本文中，以jjg139-2014为标准，将拉力、压力和万能试验机作为参考实例，测量中运用可以计算示值误差的数学模型，简明扼要概括材料试验机试验力示值测量结果的不确定度评定方法。关键词：材料试验机，示值误差，评定1 概述1.1 测量方法：本文依据 jjg139-2014拉力、压力和万能试验机，对材料试验机应用标准测力仪进行示值误差的检定。利用国家检定规程对其进行示值误差相关的一系列测量，采用比较归纳的方法对比试验值与标准力值对应的试验机试验力值。1.2 测量的环境条件：温度（1035）、湿度不大于80%rh的条件下检定。检定过程中温度波动

2、不大于2。1.3 测量的标准：应变式0.1级标准测力仪，最大相对误差允许为0.1%。1.4 被测的对象：万能材料试验机（以下简称试验机），试验力测量的范围为(0.51000)kn，最大相对的误差允许为1.0%。1.5 测量的过程：在规定的环境条件下，使用试验机对标准测力仪施加负荷到测量点。可得到与标准力值相对应的试验机的负荷示值。对该过程连续进行三次试验，获得三次示值的算术平均值减去标准力值，即最终得该测量点试验力的示值误差。2 数学模型2.1 静态力 =式中： 试验机的负荷示值误差； 试验机测量三次，取三次的负荷示值的算术平均值； 标准测力仪上的标准力值。2.2 材料试验机的示值误差： =

3、1+k（t-t0）式中：k一标准测力仪的温度修正系数t0一标准测力仪修正后的温度t一使用温度3 输入量（试验力）的标准不确定度评定3.1 关于输入量 的标准不确定度 ( )的评定对于输入量 的标准不确定度，其主要来源是试验机的重复性。对于试验机，选择测量点，连续测量三次，得到数据归纳为如表1所示的测量列：表1 单次测量值得图示测量点(kn)0.515102050100300100010.51.05.09.919.949.999.7299.3999.520.51.05.09.919.949.899.8299.3999.830.51.05.09.919.949.899.7299.4999.5另外，

4、单次实验的标准差公式为： = 表2所列单次试验的具体标准差值。如下表2所示。表2 单次实验标准差测量点（kn）0.5151020501003001000单次实验标准差（kn）0.00070.00100.00360.00630.0130.0270.0460.0560.25在实际情况中，以该三次测量值的算术平均值为测量结果，可得到 ( ) = 。表2所示就是三次试验平均值的试验标准差值，如表3所示。表3 平均值的实验标准差测量点0.5kn1kn5kn10kn20kn50kn100kn300kn1000kn ( )0.0004k n0.0006k n0.0021kn0.0036kn0.008kn0.

5、021kn0.027kn0.032kn0.15kn3.2 输入量 的标准不确定度 ( )的评定对于输入量，其 的不确定度主要来源于标准测力仪。在测量点，标准不确定度为 ( ) = 。表4为本试验标准不确定度 ( )的具体值，如表所示。表4 标准不确定度 ( )测量点0.5kn1kn5kn10kn20kn50kn100kn300kn1000kn ( )0.0003kn0.0006n0.0029kn0.0058kn0.012kn0.029kn0.058kn0.173kn0.58kn4 合成标准不确定度的评定4 .1 灵敏系数：参考数学模型公式， = - 1+k（t-t0） ，得出灵敏系数 = =

6、1 = = -14.2 合成标准不确定度的计算输入量 ，f，与t彼此相互独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式得到 = + = + 若当：0.5kn时： = 0.0005kn；当：1kn时： =0.0009kn；当：5kn时： = 0.0035kn；当：10kn时： = 0.0068kn；当：20kn时： =0.015kn；当：50kn时： = 0.036kn；当：100kn时： =0.064kn；当：300kn时： = 0.176kn当：1000kn时： = 0.60kn5、扩展不确定度的评定取 =2时，在测量点，扩展不确定度为 ，汇总数据如下表所示。很显然，当k=2时，试验力为10 kn

7、时，其u为0.0136。以此类推。表5 扩展不确定度汇总表试验力(kn)0.51510205010030010000.0010n0.0018n0.0070n0.0136n0.030kn0.072kn0.128kn0.352kn1.20knk2表6 相对扩展不确定度汇总表试验力(kn)0.5151020501003001000urel(%)0.200.18%0.140.140.150.150.130.120.12k26、结束语本文主要对试验机试验力示值测量结果的不确定度，应用数学公式进行评定。测量过程中尽管会由于综合因素，不免会因为多种因素引起测量结果的不确定度。但目前，人们认识客观事物还存在一定局限性，导致对测量结果有影响的分析不能做到全面和彻底.参考文献：1. 马风东.恒定加力速度建筑材料试验机(抗