压力试验机测量结果不确定度评定

陈海滨 曾素娣 吴郅俊

【摘 要】压力试验机是力值传递的最基本的计量器具之一，广泛的应用于工程建设领域。依据JJG139-2014《拉力、压力和万能试验机检定规程》， 对一台量程为（0～300）kN，精度等级为1.0级的试验机的50kN点和300kN点进行测量结果不确定度评定压力试验机是工程建设试验室中最为常见的力学计量器具，其测量结果直接影响到工程建设质量。本文以一台300kN压力试验机为例，对压力试验机测量结果误差进行分析，并评定测量结果的不确定度。

【关键词】压力试验机 不确定度评定 误差分析

1 概述

在温度：23.0℃，相对湿度：69%的实际测量的环境下，采用百分表式0.3级标准测力仪，预压压力试验机三次至额定负荷后，开始检定。驱动试验机对标准测力仪施加负荷至测量点，以标准测力仪标准力值为依据，在试验机指示装置上读取与标准力值相对应的试验机进程显示值，以试验机的3次进程示值的算术平均值作为测量结果，以计算出被测试验机示值相对误差及重复性。

2 数学模型

式中：——试验机示值相对误差；

——标准测力仪示值对应的试验力；

——试验机试验力示值算术平均值。

3 标准不确定度评定

3.1 测量不确定度的来源

（1）由测量过程中被检试验机示值重复性引入的标准不确定度分量；

（2）由标准测力仪引入的标准不确定度分量；

（3）由在测量过程中温度变化引入的标准不确定度分量；

（4）由测量人员读数误差引入的标准不确定度分量

（5）由被测试验机指示装置分辨力引入的不确定度分量

3.2 测量结果不确定度的评定

3.2.1 根据检定试验机时的3次实际测量数据，计算出被检试验机示值重复性相对误差，计算由此引入的标准不确定度分量，采用A类评定

50kN时：

试验机检定进程示值Fi（kN）

3.2.2 由所使用的标准测力仪引的标准不确定度

本次测量采用0.3级的百分表式标准测力仪，根据国家力值检定系统表中得知，该标准测力仪的扩展不确定度=0.3%，k=3；故由此引入的标准不确定度为：

3.2.3 在检定过程中由于温度变化引入的标准不确定度

根据材料试验机检定规程，在检定过程中温度变化不超过2℃，因百分表式测力仪有弹性体由合金含量不超过7%的钢材制造时，其温度系数K=0.00027/℃，故由此引起的最大误差，取其半宽，估计为均匀分布，由此引入的标准不确定度为：

3.2.4由在测量过程中人员读数误差引入的标准不确定度

在材料试验机的检定过程中，百分表式标准测力仪由于人员读数可能产生0.001mm误差，对于每个负荷点可产生的示值误差为，（为每个负荷点的示值）故由此引入的标准不确定度为

3.2.5被检试验机试验力指示装置的分辨力引的标准不确定度

被检试验机试验力指示装置的分辨力r=0.01kN，估计为均匀分布，由此引入的不确定度为：

4 合成标准不确定度

6 结语

本次压力试验机检定示值相对误差结果如下：

q（50kN）=+0.10% ，Ur（50kN）=0.25% ，k=2

q（300kN）=-0.15% ，Ur（300kN）=0.20% ，k=2

参考文献：

[1]JJG139-2014《拉力、压力和万能试验机检定规程》[J].北京：中国计量出版社，2014.

[2] JJF1059-1999.测量不确定度评定与表示.1999.

[3]洪宝林.力学计量：上册[M].北京：原子能出版社，2002.