弹击拉簧刚度、力值、长度对回弹仪测量结果不确定度影响的分析_2.doc

弹击拉簧刚度、力值、长度对回弹仪测量结果不确定度影响的分析 1概述 回弹仪广泛应用于建筑、交通、公路等行业混凝土、砂浆、砖抗压强度的检测领域，回弹仪是一个多参数指标的计量器具，其检定周期为半年，由此可知其测量的准确度直接影响工程的质量。因此，做好回弹仪测量结果不确定度评定分析意义重大，本文主要从弹击拉簧刚度、力值、长度三个方面来分析回弹仪的测量结果不确定度。 关键词：刚度、力值、长度、回弹仪、不确定度 1.1测量依据：JJG817-2011《回弹仪检定规程》 1.2计量标准：主要计量校准设备为回弹仪检定器，专用砝码，游标卡尺，双向测力计，半径样板，回弹仪专用钢砧等，其具体技术参数如表1所示。 序号 设备名称 测量范围 不确定度/准确度等级/最大允许误差 1 回弹仪拉簧检定器 （0~90）mm ≤±0.1mm 2 专用砝码 （2~6）kg U=6mg,k=2 3 游标卡尺 （0~150）mm ±0.02mm 4 双向测力计 （0.2~1.0）N ±2.0%FS 5 半径样板 （17~26）mm ±0.1mm 6 回弹仪专用钢砧 （58~62）HRC ±2HRC 1.3被测主要参量（见表2）： 表2 被测主要参量 序号 被测参量 测量范围 1 测量指针摩擦力 （0.65±0.15）N，（0.5±0.10）N 2 弹击拉簧工作长度 （61.5±0.3）mm 指针长度 （20.0±0.2）mm 弹击拉簧拉伸长度 （75.0±0.3）mm 3 弹击拉簧刚度 （785±30）N/m 2 弹击拉簧刚度 2.1测量方法： 按照规程要求将回弹仪的三联件拉簧座、拉簧、弹击锤从机芯中取出，将拉簧座安装在回弹仪拉簧检定仪上，把横架游标调整到专用尺零位，分别添加不同质量（2kg、4kg、6kg）的砝码，，读取专用尺上相应的拉伸长度 、 、 ，根据规程公式计算弹击拉簧刚度的平均值 × （1） 式中： （i=1.2.3）分别加砝码2kg，4kg，6kg，在专用尺上读数取的相应拉簧拉伸长度 ，g为检定地点的重力加速度。 调整弹击拉簧角度，按照上述的检定方法，重复测量3次，得 ,取三次的平均值为该弹击拉簧的刚度 （2） 2.2数学模型： （3） 式中： ——拉伸砝码质量（kg） ——拉簧拉伸长度（m） 由（3）式，且 为常数，得： （4） 式中： —— 的不确定度 —— 的不确定度 —— 的不确定度 2.3评定标准不确定度 2.3.1标准拉伸砝码质量的不确定度分量 砝码误差为：0.006kg，均匀分布，得： 2.3.2拉伸长度测量的不确定度分量 （1）专用尺误差引入的不确定度分量 专用标尺误差为0.1mm，取均匀分布，将mm转换成m有： （2）专用尺读数引入的不确定度分量 专用标尺分度值为1mm，以佑读到1/10，取均匀分布，将mm转换成m有： （3）拉伸长度测量估算的不确定度分量 2.3.3测量重复性的不确定度分量 由重复性试验计算得出s=2.71N/m 测量重复性的不确定度分量 2.4合成标准不确定度 2.4.1主要指标不确定度一览表（见表3） 表3弹击拉簧刚度标准不确定度一览表 标准不确定分量 不确定度来源 标准不确定度值 2kg砝码质量不确定度分量 0.0034kg 专用尺误差不确定度分量 0.000029m 专用尺读数不确定度分量 0.000058m 拉簧拉伸长度不确定度分量 0.00033m 拉簧拉伸长度 0.025m 拉伸砝码质量 2kg 测量重复性 0.86N/m , 通过计算得出： N/m 2.4.2扩展不确定度 N/m， 取U=6.0 N/m， 3 指针摩擦力 3.1测量方法 卸去机壳上刻度尺，用双向测力计测量指针摩擦力。 3.2数学模型 依据上述，建立下式为数学模型： （5） 式中： ——回弹仪指针摩擦力 ——回弹仪指针摩擦力的测力计测量值 3.3方差和灵敏系数 3.3.1方差 由（5）式，得： （6） 3.3.2灵敏系数 3.4标准不确定度一览表 表4指针摩擦力标准不确定度一览表 标准不确定分量 不确定度来源 标准不确定度值 双向测力计允差 0.012N 双向测力计读数误差 0.002N 测量重复性 0.012N 双向测力计 0.017N 3.5计算分量标准不确定度 3.5.1由双向测力计误差计算的不确定度分量 双向测力计的示值允差为：±2.0% ，即：±0.04 ，均匀分布，所以： 3.5.2 由双向测力计读数误差估算的不确定度分量 双向测力计的分度值为： ，估读到±0.2分度，均匀分布，所以： 3.5.3 测量重复性估算的不确定度分量 对 进行重复试验10次，测量结果见表6： 表5对 进行重复试验的结果 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0.68 0.70 0.64 0.66 0.68 0.6