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钢筋拉伸试验测量不确定度的分析与评定
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摘要：本文以热轧光圆钢筋为例，分析了影响钢筋拉伸试验测量不确定度的各种因素，并对钢筋拉伸试验中的抗拉强度、下屈服强度、断后伸长率测量不确定度进行了评定。
关键词：钢筋；拉伸试验；测量不确定度；评定
引言
在检测过程中，几乎不可能得到绝对准确的结果（真值），只能得到近似接近于真值的测量结果。测量不确定度是与测量结果关系密切的参数，表征合理赋予被测量结果的分散性。拉伸试验作为物理机械性能检测的基本试验之一，因此对其进行测量不确定度评定非常必要。本文根据JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》对钢筋抗拉强度的测量不确定度进行评定[1]。
钢筋拉伸试验主要用于检测钢筋的抗拉强度、屈服强度、规定塑性延伸强度、规定总延伸强度、断后伸长率等参数，本文选取日常检测活动中常见的抗拉强度、下屈服强度和断后伸长率为例，进行测量不确定度的分析和评定。
试验方法:GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》[2]；并根据标准要求，强度结果修约至1，断后伸长率修约至0.5%。
被测对象：标称直径φ10mm的热轧光圆钢筋试样，采用50mm标距。
测试设备：三思纵横WAW-600微机控制电液伺服万能试验机；最小分度0.01mm，200mm量程的数显游标卡尺；最小分度0.001mm，量程为25mm的数显千分卡尺；钢筋标距仪（有效标距长度29cm，本实验室采用最小分度0.02mm，量程300mm的游标卡尺进行自校）。
测试环境：本次试验室温为28℃，相对湿度70%。
表1钢筋拉伸试验的测量结果
试样编号
直径d0
mm
抗拉强度Rm
下屈服强度ReL
断后伸长Lu-L0
mm
断后伸长率A
%
1
10.251
514
376
13.98
28.0
2
10.335
515
377
13.56
27.0
3
10.319
512
382
14.35
29.0
4
10.228
514
378
14.15
28.5
5
10.253
516
377
14.04
28.0
平均值
10.277
514
378
14.02
28.1
标准偏差Sj
/
1.483
2.345
/
0.742
相对标准偏差S/%
/
0.288
0.620
/
2.639
数学模型
依据标准GB/T228.1-2010：
下屈服强度；抗拉强度；断后伸长率
（其中：FeL为下屈服力，单位N；Fm为最大力，单位N；S0为原始横截面积，单位mm2；L0为原始标距，单位mm；Lu断后标距，单位mm。）
测量不确定度来源分析
3.1原始横截面积测量的不确定度。
原始横截面积的测量不确定度主要来源于数显千分卡尺的测量精度。
3.2最大力和下屈服力测量的不确定度。
最大力和下屈服力的测量不确定度主要来源以下两方面：①试验机的测量精度；②试验机校准因素。
3.3原始标距和断后标距伸长量测量的不确定度。
原始标距和断后标距伸长量测量的不确定度主要来源以下两方面：①标距原始标距用标距仪误差引入的不确定度；②标距仪自校使用游标卡尺误差引入的不确定度；③断后伸长量测量误差。
3.4数值修约引入的不确定度。
3.5拉伸速率引入的不确定度。
标准不确定度的分析
4.1抗拉强度测量不确定度的评定
4.1.1重复性测量引入的A类相对不确定度分量的评定
本次测量不确定评定分析3个试样检测值平均值的不确定度，故应除以：
4.1.2最大力的测量引入的B类相对不确定度分量的评定
（1）0.5级拉力试验机示值误差引入的误差为±0.5%，按均匀分布计算，则测力系统示值误差引入的B类相对不确定度为：
（2）根据JJG139-2014《拉力、压力和万能试验机检定规程》，0.1级标准测力仪用于检定0.5级试验机[3]。重复性R=0.1%，则测力仪引入的B类相对不确定度为：
[4]
合成B类相对不确定度
4.1.3原始横截面积测量引入的B类相对不确定度分量的评定
试样采用数显千分卡尺测量直径，根据JJG21-2008《千分尺检定规程》中“0-25mm的数显千分卡尺的最大示值允差为±0.002mm”[5]。按均匀分布计算，，直径平均值10.277mm，则直径测量引入的B类相对不确定度为：
故面积测量引入的B类相对不确定度为：
4.1.4数值修约引入的B类相对不确定度的评定
根据标准要求，强度修约至1，故间隔为1，按均匀分布计算，则数值修约引入的B类相对不确定度为：
4.1.5拉伸速率影响引入的B类相对不确定度的评定
根据标准GB/T228.1-
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