液压千斤顶测量不确定度的评定方法

黄莹

【摘 要】液压千斤顶主要由油泵、油室、储油腔、摇把、活塞、油阀等部分组成，是一种构造简单、便于携带、重量轻、移动方便的小型起重设备，主要用以起升重物，得到广泛的应用。另外，在大量的实践操作中证明，液压千斤顶还具有工作平稳、结构紧凑、自锁作用等优势，这也是被广泛应用的主要原因。当然，液压千斤顶在使用过程中具有起升速度慢、起重高度受限等缺点，在应用过程中需要结合实际的情况尽量规避其缺点。

【关键词】液压千斤顶 不确定度 评定方法

液压千斤顶在工作的过程中，需要注意的是承载的负荷不能超出其负载能力，避免对液压千斤顶造成损坏或是影响测量的准确性。在近些年来，作者通过对液压千斤顶大量工作情况的分析中发现，液压千斤顶经常会出现测量不确定度的现象，而引起不确定度的因素有很多，其主要来源于标准器、温度变化、检定重复性等，为了提高液压千斤顶测量质量，必须对不确定度分量进行评定，对此，本文主要对压千斤顶测量不确定度的评定方法进行分析。

1 液压千斤顶测量不确定度的主要来源

液压千斤顶是一种简单的起重设备，并有着测量的功能[1]。但是，就当今液压千斤顶的使用情况来看，存在测量不确定度的现象，如，测量过程中的系统效应、随机效应测量产生的不确定度，另外，在对数据进行处理的过程中，也可能因为修约的原因而导致测量出现不确定度的现象，严重影响到液压千斤顶的使用效率。

在对液压千斤顶分析检定的过程中，发现引起液压千斤顶测量不确定度的来源主要有以下几方面：①一般情况下，液压千斤顶的工作环境需要在规定条件下运行，而且还要确保工作位置在标准的状态下，在对液压千斤顶进行检定的过程中发现，即使工作环境以及工作状态都满足规定要求，但却存在重复性引入标准的现象，从而引起不确定度分量的出现。②在对液压千斤顶示值进行估算的过程中，如果估算不准确的话，将会引起液压千斤顶测量出现不确定度分量。③在工作环境以及工作位置状态都满足规定标准的情况下，如果应变式标准测力仪出现问题的话，也会引起液压千斤顶测量不确定度分量的发生。④液压千斤顶工作环境出现变化，如，温度的变化等，会造成液压千斤顶测量出现不确定度的情况。

通过以上的分析了解到，液压千斤顶在使用的过程中，可能受到多方面因素的影响而出现不确定度分量，再加上引起不确定度分量来源发生的模糊性、随机性的原因，使得，液压千斤顶测量时无法确定有哪些原因而导致液压千斤顶不确定度的发展，同时也不能正确评定不确定度的来源，从而对液压千斤顶的使用效率造成直接的影响[2]。

2 液压千斤顶测量不确定度的评定方法

2.1 标准器引入的不确定度分量

液压千斤顶在使用的过程中，经常会因为标准器而引入不确定度分量，针对标准器引入不确定度分量的评定方法需要结合标准器的实际工作状态进行研究分析[3]。如果按照依据规程的话，标准设备应采用0.3级或0.3级以上的应变式标准测力仪，同时，要保证液压千斤顶测量需要在标准工作位置状态下以及规定的工作环境条件下运行，在对应变式标准测力仪引入不确定度分量的调查来分析，在U=0.3%且k=2.58的话，分布服从正态分布，经查JJF1059-1999中的表2，再结合活塞面积0.1m2，以及C1=10、指示器指示值为10MPa的情况下，液压千斤顶标准不确定度分量U-1如下：

U-1=C1 =0.029MPa

2.2 环境温度变化引入不确定度分量的评定方法

通过以上对液压千斤顶测量不确定度的主要来源分析得知，在环境温度发生变化时，对液压千斤顶测量也会带来不确定度分量，环境温度的变化主要包括油温的变化、室温的变化，对环境温度变化引入不确定度分量的评定方法主要从这两方面进行[4]。作者在对本次的评定过程中，由于室内温度的变化极小，而受到室内温度所引起的液压千斤顶测量不确定度分量几乎可以忽略不计，因此，本次对温度变化引入不确定度分量的评定主要针对油温变化进行评定。

一般情况下，液压千斤顶在正常使用的过程中，油温必须按照规定要求控制在一定温度范围内，大多都是将油温控制在20℃至30℃之间，为了有效的对油温变化引入不确定度分量进行评定，在这里主要取油温的上限温度30℃进行计算。根据以上提到的相关信息，油温变化下引入的不确定度分量评定标U-2准如下：

U-2= MPa=0.053MPa

2.3 检定重复性引入不确定度分量的评价方法

检定重复性是引入液压千斤顶测量不确定度分量的重要来源之一，而且，检定重复性的多发性也比较高，因此，在低液压千斤顶测量不确定度分量评定的过程中，必须将检定重复性因素的评定重视起来[5]。一般情况下，液压千斤顶在规定工作环境以及标准的工作位置状态下运行的过程中，如果在对液压千斤顶检查的过程中发现存在检定重复性引入标准不确定度分量的话，可以从检定重复性测量的数据中进行分析和评定，主要采用统计分析的方式来对其进行评定，并设检定重复性引入的不确定度分量为U-3。

例如，在对一台液压千斤顶进行重复检定时，在100KN处得出以下一组数据：

9.8（MPa） 9.8（MPa） 9.7（MPa）

=9.8

那么，在采用极差计算法来进行标准差试验的公式如下：

k=R/C=（9.8-9.7）/1.64=0.061

U-3=k/ =0.028MPa

通过以上对三种引入液压千斤顶测量不确定度分量的评价方法中分析了解到，虽然液压千斤顶在测量过程中极易出现测量不确定度的现象，但通过以上对测量不确定度分量的评价指标来看，可以有效的分析出不确定度分量标准，并将多种标准合计来计算机整体的不确定度，从而保证液压千斤顶使用的有效性。标准不确定度分量评定表如下（如表1所示）

表1 标准不确定度分量评定表

符号 测量结果的分布 不确定度来源 标准不确定度分量

U-1 正态 标准器 0.029

U-2 均匀 温度变化 0.053

U-3 均匀 检定重复性 0.028

通过表1的分析中可以计算合成标准不确定度如下：

U-C= =0.067MPa

那么，相对应的标准不确定度为：

U-crel=0.067/9.8=0.68%

通过以上对液压千斤顶测量不确定度的评价分析结果来看，液压千斤顶测量整体不确定度标准满足测量要求[6]。

3 结语

综上所述，随着液压千斤顶应用越来越广泛，对液压千斤顶测量结果的质量要求也越来越高，如果测量结果出现误差的话，将会对整个测量质量造成影响。就当今液压千斤顶测量情况来看，由于受到多种不确定度因素的影响，使得液压千斤顶的测量准确率以及质量一直不高。通过本文对液压千斤顶测量不确定度评定方法的分析，作者结合自身多年工作经验，以及自身对液压千斤顶测量的了解，主要对现阶段液压千斤顶测量不确定度的主要来源进行剖析，同时，也从标准器引入的不确定度分量、环境温度变化引入不确定度分量的评定方法、检定重复性引入不确定度分量的评价方法进行分析，并通过标准不确定度分量评定表来计算合成标准不确定度，以此来确定液压千斤顶测量不确定度分量是否符合测量要求。希望通过本文的分析，对提升液压千斤顶测量质量给予一定的帮助。

参考文献：

[1]付昌林，唐勇.预应力张拉施工用液压千斤顶装置校准不确定度评估（一）[J].实用测试技术，2012（02）.

[2]王承忠.测量不确定度基本原理和评定方法及在材料检测中的评定实例 第一讲 测量不确定度的基本原理和定义[J].理化检验（物理分册），2013（09）.

[3]李慎安.JJF 1059—1999《测量不确定度评定与表示》讨论之十六 不确定度评定中重复性限与复现性限的应用[J].工业计量，2013（02）.

[4]倪育才.测量不确定度理解与应用（七） 关于测量不确定度的基本概念[J].中国计量，2014（01）.

[5]刘自雄，曹恩华，杜永深.穿心式带载升降液压千斤顶研制成功[J].建设机械技术与管理，2013（05）.

[6]陈翔.液压千斤顶示值误差测量结果的不确定度评定[J].科学咨询（科技管理），2011（08）.