测量不确定度在钢材力学性能检验中的应用

周亮

摘 要：随着各行各业经营规模的不断扩大，产品质量问题也成为人们所关注的焦点，因为现在大多数的产品控制要点，往往只关注对产品实效性能的影响，但是实际控制过程中，往往忽视产品检测过程中其他因素对检测结果的影响，比如，人为因素、机械设备因素等，鉴于此就会对最终的测量结果造成影响。所以本文就测量不确定度，在钢材力学性能检测中的应用展开分析，希望以下论述观点可以为相关人员提供参考依据。

关键词：测量不确定度;钢材力学性能检验;应用

这几年来，随着我国社会经济的飞速发展，科学技术水平也得到提升，相应的产品科技含量和性能也变得越来越高，这就对相应的检测技术提出了更高要求，要采取有效地技术手段来对产品进行检测，其中测量不确定度就是对检测结果质量的一种定量表征，检测结果质量越低，说明水平越低，所以测量不确定度在钢材力学检测中的应用具有现实意义。

一、测量不确定度的来源

测量不确定的来源主要有以下几点[1]。第一，被测量对象。被测量对象主要指接受测量的特定量值，简单来讲，就是对相应的钢材进行特定量值的测量，当然这也是需要对测量对象全面理解的前提基础上展开，因为如果对其定义不明确，是会造成测量结果产生误差的。第二，测量设备。测量设备主要是指，检测过程中所使用的设备工具，这也是测量人员需要充分考虑的因素，因为测量仪器也会对最终测量结果造成误伤。第三，测量环境。测量环境大多数是指实验环境条件，它也会影响钢材测量最终的结果。第四，测量人员。测量人员经验、技术水平、工作态度，也需要我们充分考虑在其中。第五，测量方法。测量方法的正确与否，也将影响着最终的测量结果，因此要采取合理测量方法对钢材力学性能检验。

二、测量不确定度的分类

测量不确定度主要有以下类别。第一类别，1A类别不确定度，其主要是指对同一个钢材进行多次重复测量，但最终所得的结果却存在着差异性，一般情况下，我们主要是围绕钢材测量列的算术平均值来评定结果，通过测量数据可以了解到，测量列中单次测量所获得的数据往往是不可靠性的，所以通常会运用贝塞尔公式计算，以此来提高测量数据结果的可靠性，这也是1A类评定不确定度的特点。第二类别，2B类不确定度，在对钢材力学性能检验过程中，是不能够取得观测列并做统计分析的，当然也会由于时间不够、资源不足而难以获得，所以我们就需要根据有关数据信息资料，对钢材进行科学、合理地判断和评估。

三、在钢材力学性能检验中测量不确定度应用的必要性

（一）钢材表面检验工作的开展过程中应用测量不确定度的必要性

在对钢材进行质量检验的过程中，产品的外形尺寸是一个十分重要的检验部分，例如，在针对钢管类产品进行外形检验的过程中，定尺长度、外径、椭圆度、壁厚都是重要的检验指标。而在针对棒材类产品外形进行检验的过程中，横肋高度、内径、定尺长度、间距、纵肋高度等都需要进行测量不确定性检验。而在针对圆钢类产品进行外形检验的过程中，定尺长度以及直径是最重要的检测指标。同时，在针对钢板类产品进行外形检验的过程中，需要应用测量不确定度检验产品的宽度、长度以及厚度等。在测量长度值的过程中，需重点测定两点之间的距离，针对不同类型的产品，标准也存在较大的差异，合格产品需要保证所有指标都在范围之内，若相应指标超出了范围则可判定为废品，由此可见，在生产过程中对产品进行测量不确定性检查的重要意义。对于产品来说，测量质量是产品质量的决定性因素。因此，在对钢材力学性能进行检验的过程中，做好针对钢材表面的检验工作十分有必要。

（二）钢材力学性能实验工作开展过程中测量不确定度应用的必要性

在测量钢材力学性能的过程中，拉伸实验是最主要的手段，通过拉伸实验，不仅可以确定钢材自身的抗拉强度以及屈服强度，同时可以确定钢材的断后伸长率以及最大承受力、断后收缩率等方面的指标，通常情况下，对上述指标进行测量的过程中都会通过读取过度盘指针的方式，精确度可达0.25牛顿。但是，从现阶段拉力实验的开展情况来讲，通常情况下都会应用传感器技术进行数据读取，在读取拉伸力的过程中不需要再通过读取过度盘指针的方式，通过数字化的读取方式来进行读取，而在此过程中，能够大大降低不确定度，甚至可以忽略不确定度。由此可见，伴随着科学技术发展速度的加快，测量技术也越来越先进，不确定度对最终测量结果的影响也将越来越小，但是在实际操作的过程中，为了最大限度地保证测量结果的准确性，不确定度依然是一个十分重要的评价标准。

四、测量不确定度在钢材力学性能检验中的应用

（一）识别不确定度的来源

科学信息技术水平的提高，也提高了钢材的性能和科技含量，而测量不确定度的来源往往有很多，比如，可能来自对测量过程环境影响不全面所致，也可能来自机械设备出现故障所致，当然也会来自取样不具备代表性，这就需要检测人员合理把控这些不确定因素，以此来提高钢材力学性能检测结果的精准性，对最终测量不确定度检测结果具有重要意义，其重要性是我们不容忽视和小觑的。同时钢材检测力学性能检测过程中，识别不确定度的来源，也会受到检测人员工作经验、工作态度以及综合素质的影响，对模拟仪器的读数也存在着人为的偏移等问题，再加上对相关检测仪器操作有误，或者是分辨能力不够，都会引最终计算参量不准确的问题，均需要我们加以分析和辨别，因为只有这样，才能够将这些不确定因素控制在合理范围内，大幅度提高钢材力学性能检验的质量，且将误差降到最小。

（二）建立有效的数学模型

我们还可以通过建立数学模型，来发挥测量不确定度在钢材力学性能检验中的应用意价值，而数学模型的建立，需要通过掌握各个入量之间的函数关系，这样才能够确保所建数学模型具备科学合理性。本身检测的目的就是为了确定钢材的量值，最终检测结果是否具备科学性，也将影响着钢材的力學性能，为此需要充分考虑多方因素来合理建立数学模型。

（三）不確定度计算和扩展

在构建好数学模型之后，我们还应当对钢材进一步计算，对相应的分量不确定度展开全方位的分析，这需要根据分量的特点来进行准确的评估和计算，计算的方法也要合理地选用，因为不同的方法最终所测量的数据也存在着差异，通常所采用的方法是，将各个标准不确定度分量平方后求和[2]。此外，我们还可以适当地拓展不确定度，因为在对钢材力学性能检验过程中，往往需要给出特定置信水平下的扩展不确定度，这样才能够提高最终测量结果的质量，结果显示，测量结果质量越高，说明水平越高，反之，水平越低。

五、讨论

首先，据调查数据显示，在对钢材力学性能检验过程中，我们可以借助测量不确定度得出以下结论，具体从以下几点展开分析。第一，测量的结果。检验结果表明有可能发生混炉的现象，此现象充分地说明钢材化学成分存在不均匀的现象，这也正是借助测量不确定度检验钢材力学性能的一个原因所在。同时测量不确定度也与产品自身的规格存在着较大的关系，比如，倘若产品规格越大，它的相关测定值不确定度的评定结果也会随之变大，由此可见，钢材力学性能检验的结果与自身规格存在着密不可分的关系，即使是同一批号的钢材，但是因规格大小存在差异，也会致使最终测量不确定的评定结果存在着差异。

其次，在测量不确定度对钢材力学性能检验过程中，还会受到其他因素的影响，鉴于这些因素致使最终评定结果存在着差异，所以还应对这些因素加以评定和分析。一般情况下，主要是通过改变应变速率来对钢材力学性能检验，也要在标准允许的范围内来对其性能进行检测，最终的检测结果显示，在允许的范围内没有发现应变速率对钢材性能会产生较大的影响，而对其性能影响较大的因素，反而体现在其他方面，比如，试验机的分辨率、试验机测量系统示值误差，或者是人为方面读数误差所致，也可能是其他方面的不确定因素。

最后，评定结果的应用。在对钢材力学性能检验过程中，最终的评定结果我们也应充分利用起来，通常情况下，测量不确定度对钢材力学性能检验的最终结果，主要被应用在对产品质量的评定上面，这样才能够确保产品质量符合生产经营需求，在最大限度上满足各行业发展需求。比如，我们通过筛选1～2组试验来评定钢材的性能，并控制在统一条件下，随后就可以来对不同的钢材进行测量不确定评定，当然，最终评定结果也存在着差异，而差异产生的原因有很多，可能是由于钢材本身就存在着一定的随机性所致。总而言之，测量不确定度在钢材力学性能检测中发挥着重要的作用，可以真实反映某一时间内所生产钢材产品质量，以及反映产品的检验质量是否合乎标准。

六、结语

综上所述，科学信息技术水平的提升，人们对钢材产品的性能也越来越重视，这就对检测技术提出了更高的要求，要采取有效技术手段对钢材力学性能加以检验，其中测量不确定度是力学性能检测中常用的技术手段，可以检测出钢材的量子，而最终结果的可用性，完全取决于最终的检测结果，所以我们也要对检测过程中的诸多因素加以分析。

参考文献：

[1]刘丽.测量不确定度在钢材检验中的应用[J].冶金管理，2019（05）：72+74.

[2]杨冠峰.测量不确定度在钢材检验中的应用[J].中国金属通报，2018（04）：201+203.