拉力机不确定度的评定

摘要：通过拉伸强度试验对拉力机的不确定度进行评定，强度拉伸试验主要包括对拉力机的拉力进行测定，而不确定度主要来自受力的面积。通过分析和计算，使用拉力机对测定力的仪器进行加载，得到拉力机的的载荷值，采用数学的方法，算出某点的示值误差，对拉力机的不确定度进行评定。

关键词：强度拉伸试验；载荷；不确定度

引言

对拉力机的不确定度的测量其实就是对测量力值的误差的大小进行评定，这其实也是表明该试验效果的一个因素。对拉力机的不确定度进行评定，不仅应该得到最适合的估量值，还要对不确定度进行评定。

根据ISO/IEC 17025：1999《检测和校准实验室能力的通用要求》要求及规定，测量实验室和标准实验室都应该具有完整的测量不确定度的程序，能够在实验中利用完整的程序对不确定度进行测量，本文主要通过拉力机的强度拉伸实验对不确定度进行评定。

不确定度的测量和评定是一个新的概念，新概念的出现改变看测量误差的分类方法，在传统试验中，我们将测量结果的误差分为随即误差和系统误差，而不确定的测量方法可将测量结果的误差分为两大类误差评定的方法，主要包括可以用统计方法计算的（A类分量）和其他方法估算的出类分量）两类误差。A类分量主要是通过反复测量，以统计学的方法计算得到标准偏差，而B类分量是用其他方法估计出近似的标准偏差，两者在准确性上有所差别，A类分量以计算为主，B类分量以估计为主，在两种分量彼此独立，通常可用方差合成的方法得出合成不确定度的表征值。

1 概述

测量不确定度就是对试验测量结果的可信性、有效性的怀疑程度或不肯定程度，是对测量结果的说明的一个因素。在试验测量中，由于实验人员在测量过程存在着各种误差，导致被测量的结果具有不完全性，可能缺少某个范围内的压力值或拉力值，且测量结果具有一定的分散性，测量结果的规律性不太统一，以杂乱无章的顺序分布在各个区域里。客观上存在的误差总量是一个不变值，但由于不能完全认知或掌握整个误差范围的值，只能认为它是以某种概率分布存在于某个区域内，而这种概率分布本身也具有分散性。测量不确定度就是说明被测量之值分散性的参数，它不说明测量结果是否接近真值。

为了表征这种分散性，测量不确定度用标准差表示。在实际使用中，往往希望知道測量结果的置信区间，测量不确定度也可用标准差的倍数或说明了置信水准的区间的半宽度表示。为了区分这两种不同的表示方法，分别称它们为标准不确定度和扩展不确定度。

2 确定数学模型

本次试验的主要测量方法根据JJG139-1999《拉力、压力和万能试验机检定规程》的要求进行完成，环境温度为20～30℃，其中温差的允许范围为1℃/h～2℃/h，根据0.3级标准测力仪进行拉力强度的测定，被测对象为拉力机的拉力、压力，力的范围为2.0KN～3000KN，允许的最大相对误差为±1.0%，使用试验机对标准测力仪施加负荷至测量点，可得到与标准力值相对应的试验机负荷示值。该过程连续进行3次，以3次示值的算术平均值减去标准力值，即得该测量点的试验机的示值误差。

拉力机的拉伸强度试验公式为：

该试验不确定度主要来自拉力值、压力值、被测物体的厚度等方面，测量力的不确定度则主要取决于拉力机的误差值。

用对观测列的统计分析进行评定得出的标准不确定度称为A类标准不确定度，用不同于对观测列的统计分析来评定的标准不确定度称为B类标准不确定度。将不确定度分为“A”类与“B”类，仅为讨论方便，并不意味着两类评定之间存在本质上的区别，A类不确定度是由一组观测得到的频率分布导出的概率密度函数得出：B类不确定度则是基于对一个事件发生的信任程度。它们都基于概率分布，并都用方差或标准差表征。两类不确定度不存在那一类较为可靠的问题。

根据B类评定的方法，将拉力试验机的示值误差导入不确定度的评定，示值误差确定为1%，按平均分布来计算，主要计算公式如下：

4 结语

首先对拉力机的不确定度的测量的分析，规定实验室和标准实验室都应该具有完整的测量不确定度的程序，能够在实验中利用完整的程序对不确定度进行测量，不确定的测量方法可将测量结果的误差分为两大类误差评定的方法，主要包括可以用统计方法计算的（A类分量）和其他方法估算的出类分量（B类分量）两类误差，本文采用B类测量的方法，得到示值误差、力试验机的校准值以及拉力机的取舍值进行分析计算，最后得到个体样本的标准偏差，对拉力试验机的不确定度进行了评定。

参考文献：

[1] GB/T528-2009，硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定[s] .

[2]倪育才. 实用测量小确定度评定（第3版）[M]. 北京中国计量出版社，2009.

[3]JJF 1059-1999，测量不确定度评定与表示[s].

[4]沙定国. 测定不确定度与测量误差[J]. 光学技术，1995（4）：43-48.

[5]张建，雷晓杰，张平萍. 测量不确定度与测量误差的区别及评定方法[J]. 金属制品，2004，30（6）：43-45.

[6] 郭晓松，丁红全. 测量不确定度和测量误差的区别与联系[J]. 计量与测试技术，2006，33（12）：47-48.

作者简介：

王范树（1983-），男，硕士，山东临沂人，主要从事矿用设备检测检验工作。