水泥胶砂振动台的校准方法探讨及其测量分析研究

邹建清

（福建省计量科学研究院，福建 福州350003）

1 概述

水泥胶砂振动台常见于建筑交通行业有关实验室，在检测公司、搅拌站、建设工程质量监督站、科研机构中普遍应用。它用于振实水泥试体，且对试体及其试模进行定幅、定频的振动设备。它的工作原理为电机旋转带动偏重轮一起旋转，由于偏重轮和转动轴不同心，当电机高速旋转时，产生激振力，使台面上下往复运动，达到振实试模中的水泥胶砂试体的目的，它具有定幅、定频、水泥强度稳定、工作噪声小，效率高等优点，因此在建筑交通行业中应用广泛。

2 测量过程

在规定条件下，依据《JJF1867-2020 水泥胶砂振动台校准规范》的要求，在环境温度（20±15）℃，相对湿度≤80%，供电电压（380±38）V 下，并选用水泥软练设备测量仪（型号SZC-IV）对水泥胶砂振动台进行振幅和频率的测量。将水泥软练设备测量仪测振传感器与主机用导线连好，把磁座旋紧在传感器上，将安装上磁座的传感器固定在被测的水泥胶砂振动台台面的中心位置，开启被检水泥胶砂振动台，待振幅稳定后读水泥软练设备测量仪取面板的位移档区数值，重复测量3 次，取平均值作为中心振幅的测量结果。同样，重复测量3 次，记录水泥软练设备测量仪的振动频率值，取其算术平均值作为测量结果。用水泥软连设备测量仪分别测量振动稳定状态下的台面中心点和靠近试模的四个顶角位置的振幅，并由公式（1）计算出振幅均匀度N。

3 水泥胶砂振动台振幅的测量分析

3.1 测量模型：

公式（2）中：A- 水泥胶砂振动台中心振幅实际值，mm；

3.2 标准不确定度分量的评定

3.2.2 选取一水泥胶砂振动台（GZ-75），以水泥软练设备测量仪对其中心振幅连续进行10 次测量，得到测量结果如下表1所示：

表1

其所求振幅的平均值：

单次实验标准偏差：

实际测量中是在重复性条件下测量3 次，取其三者平均值为测量结果。

则

3.3 合成标准不确定度的评定

3.3.1 灵敏系数：由测量模型A=A 得

3.3.2 标准不确定度汇总表，见下表2：

表2

3.3.3 合成标准不确定度的计算：

3.5 校准和测量能力（CMC）：

该项目的CMC 为：中心振幅测量范围：（0.75±0.02）mm，U=0.0132mm，k=2。

4 水泥胶砂振动台频率的测量分析

4.1 测量模型：

公式（3）中：f- 水泥胶砂振动台频率实际值，Hz；

4.2 标准不确定度分量的评定

4.2.2 选取一水泥胶砂振动台，以水泥软练设备测量仪对其频率连续进行10 次测量，得到测量结果如下表3 所示：

表3

其所求的平均值：

单次实验标准偏差：

实际测量中是在重复性条件下测量3 次，取其三者平均值作为测量结果。

则

4.3 合成标准不确定度的评定

彼此独立，互不相关，所以合成标准不确定度

4.4 水泥胶砂振动台频率的扩展不确定度

取包含因子k=2，则扩展不确定度U=k×uc（f）≈0.1Hz

4.5 校准和测量能力（CMC）：

该频率项目的CMC 为：频率测量范围：（50.0±0.3）Hz，U=0.1Hz，k=2。

5 结论

本文介绍了水泥胶砂振动台的工作原理和用途，并简述了测量方法过程，分析了水泥胶砂振动台的振幅和频率的不确定度来源及其表示方式，实现了对水泥胶砂振动台校准的量值溯源，为水泥胶砂振动台的实际应用提供技术保障，使其在建筑交通行业的质量控制中发光发热。其最终校准和测量能力可用下表4 来表示。

表4