超声探伤仪垂直线性检定中的测量不确定度评定

何浩源

摘 要：依据JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》和JJG 746-2004《超声探伤仪》检定规程的内容，本文结合实际的工作，对超声探伤仪垂直线性的测量不确定度进行了评定，对实际的检定工作有一定的参考价值。

关键词：超声探伤 不确定度 计量检定

中图分类号：TH878.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）09（c）-0111-02

在工业无损探伤中，超声波探伤仪是一种便携式仪器，它能够方便、迅速、无损伤、准确的进行工件内部缺陷（如气孔、裂缝、疏松、杂质等）的检测、定位、评估和判断。使用环境不受限制，广泛应用在压力容器、航天航空、电力、石油化工、船舶制造、机械制造、金属加工、铁路、高校等各个行业。

在超声探伤仪的检定校准中，垂直线性是最典型的指标之一，本文就对垂直线性作测量不确定度的评定。

检定依据：JJG 746-2004《超声探伤仪》。

环境条件：温度22℃，相对湿度50%RH。

检定标准器：ZJ-2A型超声探伤仪检定装置 频率范围（0.5～15）MHz，衰减范围（0～81）dB。

被检对象：数字超声探伤仪，型号HS610e。

检定方法：将探伤仪与检定装置相连接，探伤仪的工作方式设置为“双”，抑制设置为“0%”，带宽为0.5～4MHz，调节检定装置的频率为2.5MHz，同时调节衰减旋钮，使在探伤仪显示屏上适当读数位置处，有稳定的100%满刻度信号，同时，检定装置有30dB以上的衰减余量。调节衰减旋钮，依次记下每衰减2dB时信号幅度的百分数，直到衰减26dB，然后将实测值与理论值相比较，取其最大正偏差与最大负偏差的绝对值之和，即为垂直线性误差。

评定过程采用A类评定与B类评定相结合的方式进行。

1 测量模型

?=|?+max|+|?-max|

式中：

?为垂直线性误差，以%表示；

|?+max|为垂直线性最大正偏差的绝对值，以%表示；

|?-max|为垂直线性最大负偏差的绝对值，以%表示。

2 方差和灵敏度系数

因为|?+max|和|?+max|互不相关，所以合成方差为：

式中灵敏度系数：

3 标准不确定度的评定

3.1 输入量垂直线性最大正偏差的绝对值标准不确定度来源

测量重复性引入的标准不确定度分项μ1。

ZJ-2A检定装置引入的标准不确定度分项μ2。

（1）由测量重复性引入的标准不确定度μ1。

超声探伤仪开机预热稳定后，以最大正偏差所对应的总衰减量为测量点，在同条件下连续测量10次，得到最大正偏差的测量列（%）：

1.3 1.3 1.2 1.5 1.4 1.4 1.3 1.3 1.4 1.3

单次测量实验标准差；单次测量标准不确定度μ1=s=0.084%。

（2）ZJ-2A检定装置引入的标准不确定度分项μ2。

此处采用B类评定方法，依据检定装置的校准证书，在2.5MHz频率，检定装置最大测量误差为0.5%，以均匀分布考虑，k，所以：

（3）输入量Δ+的标准不确定度的合成。

由于以上各量互相独立不相关，所以：

3.2 输入量垂直线性最大负偏差的绝对值标准不确定度来源相同

（1）由输入量读数分散性引入的标准不确定度μ1。

在重复条件下连续测量10次，得到最大负偏差的测量列（%）：

0.3 0.3 0.3 0.4 0.4 0.4 0.3 0.3 0.4 0.3

单次测量实验标准差：

单次测量标准不确定度。

（2）ZJ-2A检定装置引入的标准不确定度分项 。

依旧采用B类评定方法，所以：

（3）输入量的标准不确定度的合成。

由于以上各量互相独立不相关，所以：

4 标准不确定度汇总表

标准不确定度汇总表见表1。

5 合成标准不确定度的评定

6 扩展不确定度评定

取包含因子k=2，则：

7 超声探伤仪垂直线性误差检定结果的扩展不确定度报告

U=1.2% k=2

8 结语

无损检测是国家工业生产的有效工具，在一定程度上反映了一个国家的工业水平。在多种无损检测方法中，超声检测占有重要的位置。因此超声探伤仪是否符合计量检定规程的要求，是否能够正常工作，将直接影响到许多行业的正常生產工作。所以，其计量参数的准确性就成为超声探伤仪能否满足无损检测要求的关键。本文介绍的方法通过实验验证，可以较好地对超声探伤仪的代表性计量参数进行分析评判，能够保证其数据准确可靠、方法科学合理并且实际操作性较强。

参考文献

[1] JJG 746-2004，超声探伤仪[M].中国计量出版社，2004.

[2] JJF 1059.1-2012，测量不确定度评定与表示[M].中国质检出版社，2012.

[3] 杨鸣.超声探伤仪检定装置校准方法探究[J].轻工标准与质量，2016（4）：33-34.endprint