木材含水率测量仪示值误差的不确定度评定

刘佩侨

河北省计量监督检测研究院 河北石家庄 050000

1 概述

1.1 测量依据

JJG986-2004《木材含水率测量仪检定规程》。

1.2 环境条件

温度：（5-35）℃；相对湿度：小于85%RH。

1.3 测量标准

用高准确度天平测量出样品标准含水率。

1.4 被测对象

木材含水率测量仪，测量含水率范围6%-28%。1.0级仪器示值最大误差±1.0%；2.0级仪器示值最大误差±2.0%；5.0级仪器示值最大误差±5.0%。

1.5 测量过程

测出木样标准含水率的当日测量木材含水率测量仪，测量结果与标准含水率之差即为木材含水率测量仪的示值误差[1-3]。

1.6 评定结果的使用

在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。

2 数学模型

式中：Sh——被检定测量仪示值误差；

Wh——测量仪测量结果；

Wr——木样的标准含水率。

3 输入量的标准不确定度的评定

3.1 输入量Wh 的标准不确定度u（Wh）的评定

输入量Wh的不确定度来源，主要是木材含水率测量仪的测量重复性，可采用A类方法进行评定。按贝塞尔公式计算：

用一台木材含水率测量仪对同一标准木块重复测量10次，得到一组数据。平均值为16.44%，标准偏差s＝0.0699。则有：

3.2 输入量Wr 的标准不确定度u（Wr）的评定

木样的标准含水率Wr的不确定度主要来源于天平称重示值误差引起的不确定度，残留水份引起的不确定度，木样含水率的稳定性，木样含水率的均匀性。根据JJG986-2004《木材含水率测量仪计量检定规程》，木材含水率由下式计算：

式中：Wr——木样的标准含水率；

W1——木样的干重；

W2——木样平衡后的湿重。

按照公式（3），根据试样的含水率均匀性和稳定性数据，可确定试样定值的不确定度。合成标准不确定度由下式表示：

上式中，W1和W2采用天平称重，误差为0.001g，由此引起的标准不确定度为：

根据试验结果，引起木材干重变化（剔除严重霉变试样）的为δs≤0.3%W1，当样品处于潮湿状态下（W1＝92.215g，W2=113.985g，含水率Wr＝23.6%），可取δs=0.3%，于是：

样品残留水份最大值估计为样品重量的0.1%，由此引起的标准不确定度为：

根据试验结果，试样含水率的均匀性为：δu＝0.2%，由此引起的标准不确定度为：

把u1(W1)、u2(W1)、u3(W1)、u(W2)、u(δu)、W1＝92.215g、W2=113.985g，代入公式（4）则有：u(Wr)=0.25%合成标准不确定度的评定。

灵敏系数：

合成标准不确定度的计算：

4 扩展不确定度的评定

取扩展因子k=2，则被检定测量仪示值误差扩展不确定度为：

5 结语

木材含水率测量仪示值误差测量结果不确定度来源主要是仪器测量重复性和标准含水率定值。由于木材含水率测量仪测量的是木材的局部含水率，因此标准含水率定值不确定度主要考虑木材含水率的均匀性和稳定性。