建筑用轻钢龙骨双面镀锌层厚度试验不确定度评定

赵珊 苏昱

摘 要：依据GB/T11981-2008《建筑用轻钢龙骨》对建筑用轻钢龙骨双面镀锌层厚度进行测定，对其厚度测定不确定度来源进行分析，根据分析及测定结果评定建筑用轻钢龙骨双面镀锌层厚度不确定度结果。

关键词：建筑用轻钢龙骨;双面镀锌层厚度;不确定度评定

1引言

建筑用轻钢龙骨（简称龙骨）是以连续热镀锌钢板（带）或以连续热镀锌钢板（带）为基材的彩色涂层钢板（带）作原料，采用冷弯工艺生产的薄壁型钢。建筑用轻钢龙骨双面镀锌层厚度决定了轻钢龙骨的防腐蚀性能。本文依据JJF1059.1-2012《测量不确定评定与表示》、GB/T11981-2008《建筑用轻钢龙骨》，采用磁性法测定建筑用轻钢龙骨双面镀锌层厚度，并对影响双面镀锌层厚度测定结果的不确定度进行分析，为检验结果的可靠性提供科学依据。

2 试验方法

依据GB/T11981-2008《建筑用轻钢龙骨》，采用磁性测厚仪，利用磁性法进行镀锌层厚度的测量。磁性法是种非破坏性试验方法，其原理为磁性测厚仪测量永久磁铁和磁性基体金属之间存在的磁引力。由于非磁性涂层的存在，该磁引力受到影响，一般涂层越厚磁引力越小，磁引力的衰减是涂层厚度的函数。或者测量穿过非磁性涂层与基体金属的磁通路的磁阻变化，导出涂层厚度。

测量过程：选取1根长度为1300mm，型号规格为覆DV20*37*0.8（mm）的吊顶龙骨，在距龙骨端头200mm及龙骨长度方向的中间点共三处，用磁性测厚仪分别测定正面及背面各三个点的镀锌层厚度，分别计算正面平均测定值和背面平均测定值，两面平均测定值之和即为该试件的双面镀锌层厚度。取三根试件测定结果的平均值，精确至1um。【1】

3 试验设备

TC830FN涂层测厚仪，测量范围0～1500um，最大允差±1%，分辨率0.1um。

4 不确定度来源

4.1测量模型建立

根据测量方法，建立龙骨双面镀锌镀层厚度测量模型（正面镀锌层厚度H，背面镀锌层厚度H）

Y=f（H，H）=

厚度误差模型：H=HΔ+H

4.2不确定度来源

从影响测量结果的因素考虑，测量不确定度的来源主要有：

测量重复性引入的不确定度;

仪器示值误差引入的不确定度;

仪器最小分辨率引入的不确定度;

仪器校准片厚度引入的不确定度;

数值修约引入的不确定度。

在试验过程中，测量时所处环境温度、湿度、风速等环境条件大致相同，处于相对稳定环境，对测量仪器及结果的影响可忽略不计。综上所述，影响建筑用轻钢龙骨双面镀锌层厚度不确定度主要来源分析见表1。

5 不确定度评定

5.1测量重复性引入的标准不确定度μ1

测量重复性引入的测量不确定度包括装置复现量值的不确定度以及测量结果的不确定度，主要来源于连续测量得到的数据列统计分布过程中产生的不确定度，采用A类不确定度评定方法进行评价。对样品正面镀锌层厚度重复测量10次，测量结果见表2。

根据贝塞尔公式法，计算上表10次厚度测得值的算术平均值：

单次试验标准偏差：

实际测试时，取正面3组数据平均值为测试值，则n取3，得出试验时重复测量引入的标准不确定度：

5.2仪器示值误差引入的标准不确定度μ2

仪器示值误差引入的不确定度主要来源于仪器自身存在的测量误差，采用B类不确定度评定方法进行评价。由仪器设备说明书可知，该仪器最大允差±1%，其可能值区间半宽度為a=H×1%um，依据经验假设为等概率地落在区间内，即均匀分布，查表得k=，仪器示值误差引入的标准不确定度为：

=a/=H×1%/=8.51×1%/=0.0451um

5.3仪器最小分辨率引入的标准不确定度μ3

由仪器设备说明书可知，该仪器分辨率0.1um，则区间半宽度a=0.1um/2=0.05um，假设可能值在区间内为均匀分布，仪器最小分辨率引入的标准不确定度为：=a/=0.05um/=0.029um

5.4仪器校准片厚度引入的标准不确定度μ4

在试样测量前，对仪器用校准片进行校准，该校准片厚度h≤50um ，准确度级别A级，根据JJG818-2005《磁性、电涡流式覆层厚度测量仪检定规程》，最大允许误差±（0.5+1%H），其可能值区间半宽度为a=0.5+1%H um，依据经验假设为等概率地落在区间内，即均匀分布，仪器示值误差引入的标准不确定度为：

4=a/（0.5+1%×8.51）/um=0.390um

5.5数值修约引入的标准不确定度μ5

测量方法要求修约到1um，修约间隔为1，按照一般修约规则，拟舍弃数字的最左一位数字小于5，则舍去;拟舍弃数字的最左一位数字大于5，则进一。此时，可取区间半宽度为a=0.5um，按照均匀分布计算，6=a/0.29um

5.6合成标准不确定度

5.7扩展不确定度

取置信水平95%，p=0.95，k=2，U95=k×=1um

5 结论

对于涂层测厚仪，不同厚度的校准片对应不同的最大允许偏差，测定镀锌层厚度时厚度范围不一样，其最终合成不确定度也不一样，实际测定时选用与测定值最为接近的校准片进行校准，其厚度测定结果也相应更为准确。

本次建筑用轻钢龙骨双面镀锌层厚度不确定度评定结果为：U95=1um，k=2。

参考文献：

[1]GB/T11981-2008 建筑用轻钢龙骨

[2]GB/T8170-2008数值修约规则与极限数值的表示和判定

[3]JJF 1059.1-2012测量不确定度表示与评定

[4]JJG818-2005 磁性、电涡流式覆层厚度测量仪检定规程[s].

作者简介：

（赵珊，女，四川，1990.01，本科，初级工程师， 重庆消防安全技术研究服务有限责任公司，建筑材料、消防产品检验检测及质量控制）