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木材含水率测量仪测量结果的不确定度评定 樊浩杰等:木材含水率铡量仪铡量结果的不确定度评定 木材含水率测量仪测量结果的不确定度评定 EvaluationofUncertaintyinMeasurementofWoodMoisture ContentMeasuringMeters 樊浩杰朱岳辉何剑红 (南京市计量监督检测院,江苏南京210037) 摘要:本文主要介绍了木材含水率测量仪的测量方法以及测量不确定度的评定. 关键词:木村含水率测量仪;不确定度;评定 1概述 1.1测量依据 JJG986—2004(木材含水率测量仪检定规程》. 1.2所用标准器 名称测量范围准确度等级 天平(0--200)g1级 1.3被测对象 名称测量范围准确度等级 木材含水率测量仪(6～28)%1级～5级 1.4环境条件 温度:5℃～35℃;湿度:lt;85%RH 2测量方法及数学模型 2.1测量方法 将烘干后的木材样品用天平秤量样品干重后,以单 层形式分别平放在干燥器内饱和盐水溶液上方多孔金属 板或磁板上,至少在室温下放置15天.再将制备好的样 块从容器内取出,用天平秤量4标准不确定度分量的评定 4.1测量重复性引起的标准不确定度分量(A类评 定) 影响测量重复性标准不确定度的分量有:样块含水 率的均匀性,样块标准值在短时间内的含水率变化,被检 仪器的量化误差(或估读误差),环境对测量结果的影响 等等因素. 选取一型号为ST一85的木材含水率测量仪,对一 已知标准含水率为10.32%的木材样块作6次独立重复 测量,得到结果如下: 10.0%;10.5%;10.8%;11.2%;11.3%;11.0%; =10.85% 单次测量的标准不确定度为: ()=S()==0.55% 估计值的标准不确定度为:()=S()= ::0.22% Vni 则测量重复性的不确定度为1=0.22% 其自由度为V1=一1=6—1=5. 4.2标准样块引起的标准不确定度分量U2 在检定/校准木材含水率测量仪时,所使用的标准样 块是木材样块. 木材样块标准含水率: Wr=×100% 式中:w一木样标准含水率; w1—木样的干重; w2一木样平衡后的湿重. 木材样块的含水量数学模型: W=W2一W, 《计量与泱4试技拳》2∞8年第35卷第8期 式中:W一木材样块含水量; W一木样的干重; w2一木样平衡后的湿重. wl,w2由准确度等级为①级的电子天平秤量得 出. 由木样含水量数学模型 以及式()=∑(Df/Ox)U2x) 可得:;=(叫1)+(叫2) 木样的干重和湿重都是用测量范围为(O--200)g,分 辨力为0.1mg,准确度等级为①级的电子天平秤量得出. 因此,标准样块的标准不确定度分量来源于干重标准不 确定度分量”(硼)和湿重标准不确定度分量”(W2). 4.2.1木样干重标准不确定度分量(叫1)的评定 (1)重复性测量标准不确定度分量(叫11)的评定 木材烘干后用电子天平秤量,连续秤量l0次,得l0 个测量数据如下: 63.5050g,63.5160g,63.5226g,63.5275g, 63.5318g,63.5352g,63.5384g,63.5412g,63.5439g, 63.5463g 矿魄 单次测量的标准偏差为: S(X)==0.0132g 实际测量每次测量三次取平均值 因此:(叫1)=S(Xf)/√3=0.0132/1.732= 0.0076g (2)天平最大允许误差的标准不确定度分量 (叫-2)的评定 测量范围为(o-2oo)g,分辨力为0.1mg,准确度等 级为①级的电子天平的最大允许误差为lmg,均匀分布, k=1.732. 因此:(叫12)=0.001/1.732=0.O006g (3)天平分辨力为0.1mg,引起的标准不确定度分量 为0.29×0.1=0.029mg~-,O.O0003g数值很小,忽略不 计,在计算湿重时同理. 因此: (叫1)=√(叫11)+(叫12)==0.0076g 换算成相对不确定度:(叫1)=(0.0076g/ 63.5308g×100%=0.012% 4.2.2木样湿重标准不确定度分量(叫2)的评定 重复性测量标准不确定度分量(叫21)的评定 木材在饱和湿气的容器内取出后用电子天平秤量, 连续秤量l0次,得l0个测量数据如下: 70.8328g,70.8278g,70.8236g,70.8202g, 70.8171g,70.8143g,70.8118g,70.8094g,70.8094g, 70.8052g Hi ∑X搪 Xi==70.8226g 单次测量的标准偏差为: S(X)==0.0069g 实际测量每次测量三次取平均值 因此:(叫1)=s(墨)/√3=0.0069/1.732=0.O040g (叫2)=√(叫