乳化沥青微粒离子电荷试验仪校准方法研究

张宇明

（福建省计量科学研究院，福建福州 350003）

乳化沥青微粒离子电荷试验仪校准方法研究

张宇明

（福建省计量科学研究院，福建福州 350003）

为解决乳化沥青微粒离子电荷试验仪的校准问题，在简要分乳化沥青微粒离子电荷试验仪工作原理的基础上，对其校准参数和校准方法进行探讨，最后采用GUM法对校准结果的不确定度进行分析。分析结果表明，所构建的乳化沥青微粒离子电荷试验仪校准系统可用于对乳化沥青微粒离子电荷试验仪的校准工作。

乳化沥青微粒离子电荷试验仪；校准方法；量值溯源

1 工作机理

乳化沥青微粒离子电荷试验仪是用于测定各类乳化沥青微粒离子电荷性质的专用仪器。其工作机理为：通过插入乳化沥青的正负电极间产生的电流，使乳化沥青内微粒离子向另一电极沉积，以判定乳化沥青中微粒离子的电荷为阴离子还是阳离子。乳化沥青微粒离子电荷试验仪由直流电源、计时器、容器、电极板和固定支架等组成，乳化沥青微粒离子电荷试验仪示意图如图1所示［1-2］。

2 校准方法

从乳化沥青微粒离子电荷试验仪工作机理可知，影响乳化沥青微粒离子电荷试验仪试验结果的主要因素包括:直流电源电压的准确度、电极板尺寸的准确度、电极板间距的准确度、计时器时间的准确度等。在对仪器进行检测之前应先将其开机并预热30min。

图1 乳化沥青微粒离子电荷试验仪示意图

2.1 直流电源电压的校准

根据仪器说明书中对乳化沥青微粒离子电荷试验仪的要求，直流电源电压一般为6V，最大允许误差为± 0.3V，故对该点误差进行校准时，由标准器、标准辅助设备、环境条件等所引起的扩展不确定度应优于允许误差的1/3。直流电源电压校准的标准器可选用数字直流电压表，其直流电压量程范围不低于10V，最大允许误差一般不超过±0.05V。

2.2 电极板尺寸及间距的校准

根据仪器说明书和文献［1］的要求，电极板尺寸及间距的要求如下表所示。电极板尺寸及间距的校准可采用量程为0～150mm、分度值为0.02mm的游标卡尺进行校准。

表1 电极板尺寸及间距

2.3 计时器时间的校准

乳化沥青微粒离子电荷试验仪说明书要求，计时器时间的最大允许误差不超过1s，故可采用电子秒表和数字毫秒计对其进行校准。校准时，由标准器、标准辅助设备、环境条件等所引起的扩展不确定度应优于允许误差的1/3。

3 校准结果的不确定度分析

通过对直流电源电压校准结果进行不确定度分析，其不确定度来源主要有：被测表测量重复性、直流数字电压表标准器的准确度等［3-4］。

数学模型△U=U-U0

表2 输出电压的10次测量结果

式中：△U——示值误差；

U——混凝土氯离子电通量测定仪输出电压值；

U0——标准数字多用表读数值。

3.1 输入量U的标准不确定度u（U）的评定

输入量U的标准不确定度主要是由乳化沥青微粒离子电荷试验仪的重复性引起的，可通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。对一台乳化沥青微粒离子电荷试验仪6V电源电压点，连续测量10次，测量结果如表1所示：

根据贝塞尔公式

可得6V点单次测量试验标准差分别为：S=0.025V即u（U）=0.025V

3.2 输入量U0标准不确定度u（U0）的评定

按数字多用表说明书的技术要求，量程为DCV 10V时，最大允许误差ε=±（测量值的0.0035%+量程的0.0005%），当测量值取表2的均值时，选择10V档，可得ε=±（6.076×0.0035%+10×0.0005%）=±0.000263V，区间的半宽a=0.000263V，则该仪器的最大允许误差导致的不确定度可按均匀分布估计为：= 0.000152V。

3.3 合成标准不确定度及扩展不确定度的确定

3.4 扩展不确定度的评定

取包含因子k＝2，则乳化沥青微粒离子电荷试验仪的相对扩展不确定度为：。

4 结论

本文在简要分乳化沥青微粒离子电荷试验仪工作原理的基础上，对其校准参数和校准方法进行探讨，最后采用GUM法对校准结果的不确定度进行分析。分析结果表明，所构建乳化沥青微粒离子电荷试验仪校准系统可用于对乳化沥青微粒离子电荷试验仪的校准工作。

［1］JT/T923-2014.乳化沥青微粒离子电荷试验仪［S］.北京：人民交通出版社，2014.

［2］林焕.搅拌干预下离析乳化沥青微粒再分散过程的数值分析［D］.成都:西南交通大学，2014.

［3］JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示［S］.北京：中国质检出版社，2012.

［4］倪育才.实用测量不确定度评定［M］.北京：人民质检出版社，2014.

Study on the Calibration Method of the Particle Ionic Charge Tester forEmulsified Asphalt

Zhang Yuming
（Fujian Metrology Institute，Fuzhou，Fujian 350003）

In order to solve the calibration problem of particle ionic charge tester for emulsified asphalt，based on thebrief analysis of the working principle of particle ionic charge tester for emulsified asphalt，its calibration parametersand calibration method were discussed，finally，the uncertainty of calibration results was analyzed by adopting GUMmethod. Analysis results showed that the developed calibration system of particle ionic charge tester for emulsifiedasphalt can be used for the calibration of particle ionic charge tester for emulsified asphalt.

particle ionic charge tester for emulsified asphalt；calibration method；traceability

U414

：A

：1003-5168（2015）03-0132-2

2015-2-16

张宇明，男，工程师，研究方向：电磁计量测试技术的研究。